Разложение алюминатных растворов карбонизацией основано на протекании реакций нейтрализации 
и гидролиза алюмината натрия. Этот процесс, в отличие от декомпозиции, идет при меньшем затравочном отношении и значительно быстрее (4...8 часов).
Выделившийся гидроксид алюминия отфильтровывают и прокаливают при температуре 1100...1200 єС, получая безводный глинозем.
Цель работы
Целью настоящей работы является получение глинозема по способу спекания боксита с содой и известняком; определение выхода 
, извлечения 
в алюминатный раствор и каустического отношения раствора.
Порядок выполнения работы
Сделать расчет шихты. Для этого необходимо знать состав боксита, известняка и соды. При расчете принять следующие молярные отношения:
,
,
.
при температуре 70 єС в течение 30 мин при отношении ж : т = 3 : 1. Рассчитать необходимую концентрацию 
в растворе, чтобы получить алюминатный раствор с каустическим отношением, равным 1,5. Отфильтровать нерастворимый остаток (красный шлам) и тщательно промыть его 5...6 раз небольшими порциями горячей воды с получением общего объема промывного раствора не более 200...250 мл. Измерить объем полученного раствора и после тщательного перемешивания отобрать 10 мл (в мерную 250-миллиметровую колбу) для химического анализа на содержание 
, 
, 
(см. приложение).
Измерить объем обескремненного алюминатного раствора и отобрать 10 мл на химический анализ (см. приложение).
Оставшийся алюминатный раствор подвергнуть карбонизации по условиям, описанным в лабораторной работе 1. Отфильтровать и тщательно промыть гидроксид алюминия, просушить при температуре 110 єС, прокалить при 1100 єС, взвесить.Обработка опытных данных
Сопоставить расчетный вес спека с фактически полученным. По данным анализа рассчитать каустическое отношение в алюминатном растворе, полученном после выщелачивания спека. По результатам химического анализа определить извлечение
из обескремненного алюминатного раствора, рассчитать выход 
по весу прокаленного глинозема. Сравнить полученные значения. Содержание отчета
На титульном листе указывается фамилия студента и название лабораторной работы.
Отчет должен содержать: цель работы; схему технологического процесса получения глинозема по способу спекания боксита с содой и известняком; основные химические реакции; необходимые расчеты; анализ полученных результатов; выводы.
Контрольные вопросы
Физико-химические основы способа спекания. Основные стадии при производстве глинозема способом спекания. Оптимальные характеристики получаемого спека. Назначение операции обескремнивания алюминатного раствора.
Правила техники безопасности
Перед началом работы необходимо пройти общий инструктаж по технике безопасности. Перед спеканием тигель с шихтой предварительно прогреть и медленно опускать его в печь во избежание выбросов. Измельчать спек только после охлаждения тигля. При проведении процесса карбонизации следить за скоростью подачи углекислого газа в раствор. Регулирование скорости подачи газа из баллона осуществляется лаборантом.
Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А 3
ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИНОЗЕМА ИЗ НЕФЕЛИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА ПО СПОСОБУ СПЕКАНИЯ С ИЗВЕСТНЯКОМ
Введение
Нефелины в отличие от бокситов содержат щелочь в достаточном для спекания количестве. Поэтому нефелины спекают только с известняком. Недостающее количество щелочи (не более 4% 
) вводится в шихту в виде оборотных промывных вод и содощелочного раствора.
Спекание нефелиновой шихты осуществляется при 1250...1300 єС. Взаимодействие нефелина с известняком приводит к образованию ортосиликата кальция (
) и алюмосиликата натрия в соответствии с реакцией:
(K, Na)O·Al2O3·2SiO2 + 4CaCO3 = (K, Na)O·Al2O3 +
+ 2(2CaO·SiO2) + 4CO2 (20)
Нефелиновые спеки прочны, мало диспергируют, и для полного их вскрытия требуется довольно тонкий помол.
Выщелачивание спека проводится раствором, приготовленным из промводы и содощелочного раствора. При выщелачивании спека протекают реакции, с которыми связаны вторичные потери оксида алюминия, щелочи и загрязнение раствора 
. В нефелиновом производстве алюминатные растворы перерабатываются в двух ветвях:
, соды и поташа; для получения продукционного 
и оборотного содощелочного раствора, направляемого на выщелачивание спека. Алюминатный раствор отфильтровывают от нерастворимого остатка, состоящего, в основном, из ортосиликата и феррита кальция; обескремнивают и карбонизируют. Выделившийся при этом гидроксид алюминия отфильтровывают и прокаливают при температуре 900...1200 єС (рисунок 5).
Цель работы
Целью настоящей работы является получение глинозема по способу спекания нефелинового концентрата с известняком; определение выхода 
, извлечения 
в раствор из нефелина и каустического отношения раствора.
Порядок выполнения работы
Рассчитать количество известняка, которое необходимо ввести в шихту, исходя из следующих данных:
а) состав нефелинового концентрата: 30 % 
; 14,2 % 
; 6,0 % 
; 40 % 
; 5,6 % 
; 2,2 % 
; 0,8 % 
;
б) состав известняка: 42 % 
; 53,4 % 
; 2,6 % 
; 2 % 
.
Рассчитать состав шихты исходя из следующих молярных отношений:
Рисунок 5 – Принципиальная схема получения глинозема по способу спекания нефелиновых шихт
;
.
Приготовить шихту в количестве 50 г, тщательно перемешать ее в ступке и подвергнуть спеканию при температуре 1275 єС в течение 2 часов. Полученный спек взвесить и измельчить до крупности – 160 мкм.
Рассчитать теоретическое количество и состав спека.
Провести выщелачивание измельченного спека содощелочным раствором в течение 30 минут при температуре 70 єС и отношении ж : т = 4 : 1. Соду вводить, исходя из соотношения: 1 моль
на 1 моль 
в спеке; 
– в количестве, необходимом для повышения каустического отношения алюминатного раствора до 1,4. Отфильтровать алюминатный раствор от шлама, промыв последний 5...6 раз небольшими порциями горячей воды. Определить точный объем полученного раствора и отобрать 10 мл в мерную 250-миллилитровую колбу для определения 
, 
, 
(см. приложение).
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
