ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕР

3 ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ШЕШІМДЕР

3.1 Шикізат қоры. Шикізаттың сипаттамасы

Кальциндеу бөлімшесі үшін шикізат ретінде алюминий гидрототығы болып табылады, оның құрамы келесі 4-ші кестеде келтірілген:

Кесте 4 – Алюминий гидрототығының сипаттамасы

Шикізаттың атауы Физикалық қасиеті
Бақыланатын қоспалар құрамы
ылғал,
көп емес
SiO2,
көп емес Fe2O3,
көп емес N2O,
көп
емес
Алюминий гидрототығы 12 % 0,02 % 0,03 % 0,4 %

3.2 Бөлімшенің жұмыс істеу режимі

Өндіріс орнын ұйымдастыру өндірістік үрдістердің түріне байланысты, олар бір-бірімен байланысты еңбек және қалыпты үрдістердің жиынтығын құрайды. Өз кезегінде бұл үрдістер шикізатты, материалды, жартылай өнімдерді және дайын өнімді тудырады.
Түсті металлургия өндіріс орындарына үздіксіз жүретін, заттардың механикалық және химиялық өзгерістері тән. Түсті металлургияда өнім бірлігіне жұмсалатын шикізат пен материал шығыны басқа өндіріс салалармен салыстырғанды ең жоғары. Мұндағы өндіріс үрдістері үшін үлкен құрылғылар тән, оларға жұмылып қызмет көрсету және технологиялық үрдіс барысында қатаң келісімділікті қажет етеді. Сондай-ақ анықталған режимдерді сөзсіз ұстау қажет.
Өндірістік үрдістерді ұйымдастырудың рационалды түрі бекітілген технологияға байланысты туындауы қажет. Өндірістік үрдістердің уақыт бойынша жүру сипатына байланысты үздікті және үздіксіз түрлерін ажыратады. Үздіксіз үрдістер шикізат пен материалды тиеу және түсіру кезінде тоқтаусыз жүргізіледі. Олар негізгі еңбек құралдарының өзгеруімен қатар жүргізіледі. Материалдарды тиеу мен түсіру үздіксіз немесе белгілі бір уақыт интервалдары арасында жүргізіледі [3].
Бөлімшедегі жұмыс режимі үздіксіз. 8 сағаттық жұмыс кестесі бекітілген. Жұмысқа шығу кестесі үшауысымды. Берілген өндіріске тәулік бойы қызмет көрсететін жұмысшы бригадалар саны 3 ауысым. Бір бригада демалыста. Кестенің қайталану циклі 12 күн.

3.3 Ғылыми – зерттеу жұмыстарын талдау

Қазіргі күнге дейін Қазақстанның төменгі сапалы бокситтерін алюминий тотығына қайта өңдеудің негізгі мәселесі оның құрамындағы темір тотығы мен кремний тотығының көп мөлшеріне байланысты болып келген. Бұл компоненттердің мөлшерін төмендету үшін бокситті байытудың әр түрлі әдістері ұсынылған [4].Бұл жұмыстарда зерттеушілер негізгі екі мәселені қарастырған: құрамында кремнийі бар және ауыр магнитті материалдары бар минералдарды жою. Бокситтерді байытуға арналған кез келген әдістің әсерлілігі бокситтердің құрылымдық және минералогиялық ерекшеліктеріне байланысты. Кейбір жағдайларда байытудың химиялық, радиометриялық, электростатикалық әдістері неғүрлым тиімді болған. Бірақ байытудың гравитациялық, флотациялық, магниттік және де басқа әдістері шикізаттың бір ғана түріне қолданбалы.Осыған байланысты байытудың барлық белгілі әдістерін талдау мүмкіндігі туады, солардың кейбіреулеріне тоқталып өтсек.
Краснооктябрьск кенорнының үш литологиялық түріне: тасты, сазды және қопсымалы бокситтерін байыту зерттеулері жүргізілген. Байытыу үрдісін меңгеру екі бағытта жүргізілген:
- Байер әдісімен өңделуге жарамды боксит концентратын алу;
- ылғалдылығы 60 % -дан көп емес (сүзуден кейін) шлам алуға,
пісіруге жарамды бастапқы бокситті жуу.
Байытудың технологиялық сұлбасы 25-50 мм-ге дейін ұсатуды және
қопсымалы фракциясын - 5 мм-ге дейін бөліп тастауды қарастырады.
Бокситтің тығыз бөлігін ірілігі -5 мм-ге дейін материал алу үшін сатылы
ұсатуға және елеуге ұшыратады. Алынған екі өнімді жіктеді: микротүйіршігі
тығыз 0,4 мм және қопсымалы 0,2 мм. Одан кейін фракцияларды бірге 0,2
мм-ге дейін ұнтақтап, магниттік сепарацияға жіберді, ал шламды өнімді
флотациялады. Сөйтіп, біріктірілген бокситті концентрат құрамы: А12О3
-49,42%; Ғе2О3-16,21%; 8Ю2 -5,42%; СО2 -0,45%; Мзі -9,1 [5].
[6] жұмыс авторларымен Аятское кенорнын фотометриялық және радиометриялық сепарацияны қолдану арқылы байыту әдістері ұсынылған. Бүл әдістерді қолдану кремнийлі модулі 10 бірліктен көп фракциядан +10 мм байытылған бокситтің 50-60 %-ын бөліп алуға мүмкіндік берді.
Бокситтерді байытудың термиялық әдістері, жоғарыда қарастырылған әдістермен салыстырғанда үлкен әмбебаптылығымен ерекшеленеді. Күйдіру, техникалық зиянды қоспаларды және ылғалды жоюға байланысты, көлік шығынын азайту, сонымен қатар эксплуатациялық шығындарды азайтуға, технико - экономикалық көрсеткіштерін жақсартуға мүмкіндік береді.
[7] жұмыста карбонаттарды жою мақсатында күйдіруді қайнау кабаты пешінде жүргізу ұсынылған. Табиғи карбонаттардың ыдырау температурасы оның минералдық құрамына (сидерит, кальцит, доломит) және бөлшектілігіне байланысты. Күйдіру нәтижесінде карбонаттардың ыдырау дәрежесі 55 %-ды құрады, ал күйдірілген бокситтен алюминий тотығын бөліп алу 70-72 % деңгейінде болды.
«Қазақстан Алюминийі» АҚ-да жоғарыкремнийлі бокситтерді
қайта өңдеу кезінде темір тотығымен байытылған қызыл шламды пісіру мәселесі туындады. Байер үрдісі кезінде темір минералдары қызыл шлам шығымын көбейтетін балластты компонент болып келетіні белгілі. Қызыл шлам құрамындағы темір қосылыстарының көп мөлшері шламды шикіқұрамды пісіру үрдісін қиындатады.Сондықтан бокситтен темір қосылыстарын бөліп тастауға термиялық, химиялық және магнитті үрдістердің барлығын қолдануды ұсынуға көп зерттеушілердің жұмыстары арналған.
[7] жұмысында алюминий кендерін темір қосылыстарынан тазалау мақсатында хлорлы темірді айдау және хлорлаумен тотықсыздандыра - сульфидирлеп күйдіру ұсынылған.
Темір тотықтарын алдын ала байытылған бокситтен тұз қышқылымен өңдеу арқылы жою ұсынылған. Мұнда 91% темір -жойылады.
Сөйтіп, байытудың арнайы әдістері сапасы төмен шикізаттан құрамында пайдалы компоненті бар концентрат алуға мүмкіндік береді. Бірақ көптеген жағдайларда зерттеулер тәжірибе жұмыстарынан тыс шығып кеткен, ал ұсынылған сұлбалар қондырғылық және технологиялык қамтамасыз етулерді қажет етеді.
Жоғарыкарбонатты бокситтерді қайтаөңдеудің жеткілікті әсері табылмағандықтан, шикізаттың мұндай түрінен алюминий тотығын алу әдісін өңдеу үшін ары қарай зерттеулер қажет екенін көрсетді. Бұл сұрақтың шешімі алюминий тотығы өндірісінің шикізат базасын кеңейтуге мүмкіндік береді [2].
Айналмалы құбырлы пештердің жұмыс нәтижелерін жоғарылату, отынды жағу әдісін өзгерту арқылы, яғни газды ауамен араластыру арқылы немесе үрлеудің жартысын горелканың ұшында беру және кететін газдардың жылуын пешке тиелетін материалды қыздыруға пайдаланып, олардың рационалды температурасын таңдау арқылы жүзеге асады [26]
Сондай-ақ еліміздің ғалымдарымен петанттелген әдіс – алюминий гидрототығын үздіксіз кальциндеу әдісі.Бұл әдіс бойынша жуылған гидрототықты айналымдағы шаңмен бірге ішінде ыстық газы бар айналмалы пешке береді, кептіреді, дегидратациялайды, кальциндейді және қақталған материалды суытады. Осы кезде ыстық газдарды беру жылдамдығын 1,7-3,4 м/сек – қа дейін жоғарлатады және газ ағынының алюминий гидрототығымен толығуын 0,45-0,8 кг/м3 – ге дейін өсіреді. Осы нәтижелерді пештің түсіру бөлігіндегі ішкі диаметрін 0,83-0,93 D – ге дейін азайту арқылы алуға болады.
Іс жүзіндегі нәтиже болып, металлургиялық алюминийдегі α – модификацияның мөлшерінің төмендеуі болып табылады [36].
Кремнийлік модулі 3,5-6,0 % хлоридтердің мөлшері 0,3-0,9 % Cl болатын бокситтерден тізбектелген Байер-пісіру әдісімен Na2O=115-125 г/л, Cl =30-60 г/л концентрациясында Na2O5 =14-15 % және Сорг= 4 г/л затравка қатысында алюминий гидрототығын өзекті ерітіндіден бөліп алюминий гидрототығын алу әдісінің ерекшелігі: ерітіндіден шығысты ұлғайту және алюминий гидрототығының дисперсті құрамын тұрақтандыру үшін, гидрохимиялық және пісіру тармақтарындағы ерітінділерді араластыру барысында олардың қатынастарын 3:1 ден 6:1-ге дейін жеткізеді, затравкалы алюминий гидрототығын сұрыптайды және ыдыратуды екі сатыда жүргізеді, бірінші сатыда затравканың бір бөлігін Sмен=7,5-120 дм2/г бастап ерітінді беті затравкамен қаныққанға дейін ΔCl S=3-6 г/м2, ал екінші сатыда – затравканың қалған бөлігін 400-450 гтв/л енгізеді сосын температураның төмендеуін туғызады.
Әдістің негізгі мақсаты – ерітіндіден шығатын шығысты ұлғайту және алюминий гидроттотыыығының дисперсті құрамын тқрақтандыру [37].
Кальциндеуге түсетін алюминий тотығын дайындау әдісі, яғни алюминаттық ерітіндіден алюминий гидрототығын бөлу, көпсатылы сүзу және сүзудің соңғы сатысында пульпаға эфирқышқылдарды енгізу, кептіру әдістерінің ерекшелігі: энергия шығынын төмендету мақсатында, эфирқышқылдар ретінде метил эфирлерін тазалау және синтездеу өнімдерін пайдаланған [38]

3.4 Өндіріс орнының жұмысын талдау

Бокситті қайта өңдеудің әдісі келесі негізгі факторларға байланысты анықталады:
1)