سود پرک در فرآوری سنگ معدن آلومینیوم
آلومینیوم فراوان ترین فلز در پوسته زمین است و جزء بسیاری از مواد معدنی است. با این حال، ماده‌ای که بالاترین میزان آلومینیوم و عاری از ناخالصی‌های قابل اعتراض را دارد، بوکسیت است که در نتیجه عملاً تنها منبع فلز تحت فرآیندهای فعلی است.
بوکسیت نام عمومی است که به اکسیدهای هیدراته آلومینیوم داده می شود. حاوی مقادیر مختلفی از آب ترکیبی و چندین ناخالصی است که معمولاً اکسید آهن و سیلیس غالب هستند. ضروری است که Al2O3 (آلومینا) به طور قابل ملاحظه ای عاری از این ناخالصی ها به دست آید زیرا در غیر این صورت اکسید آهن و سیلیس کاهش می یابد و آلومینیوم فلزی تولید شده در فرآیند هال (یا Heroult) را آلوده می کند.
جداسازی آلومینا از ناخالصی های موجود در سنگ معدن بوکسیت معمولاً توسط فرآیند بایر انجام می شود. در این فرآیند بوکسیت آسیاب شده با سود سوزآور (NaOH) برای تولید آلومینات سدیم محلول (NaAlO2) شسته می‌شود و ناخالصی‌ها را در بقایای نامحلول باقی می‌گذارد. سپس محلول آلومینات تجزیه می شود و Al(OH)3 تولید می شود که برای تولید Al2O3 کلسینه می شود.
مشکل استخراج آلومینا
در فرآیند استاندارد بایر برای پالایش بوکسیت برای تولید آلومینا، انحلال آلومینا در سنگ معدن برای تشکیل آلومینات سدیم در اتوکلاوها تحت فشارهای بالا از 70 تا 200 پوند بر اینچ مربع انجام می شود. با این حال، برخی از سنگ‌های بوکسیت لاتریت به آسانی در مواد سوزاننده حل می‌شوند و این امکان را فراهم می‌کنند که آنها را در فشار اتمسفر شسته یا «هضم» کنند.
این مطالعه به تصفیه یکی از این سنگ معدن بوکسیت لاتریت توسط سود پرک می پردازد. آزمایش‌های آزمایشگاهی دسته‌ای نشان داد که استخراج آلومینا بالا در مواد سوزاننده را می‌توان با آسیاب درشت انجام داد، بنابراین نویدبخش هزینه‌های آسیاب کم است، و از اهمیت بیشتری برخوردار است، پسماند ماسه درشتی که می‌توان با کارایی بیشتری شسته شود، در نتیجه از دست دادن محلول را فقط به مقدار کمی حفظ کرد. . آسیاب بهینه منهای 3/16 اینچ با 51٪ به اضافه مش 32 بود. با این حال، در این آسیاب درشت و در چگالی مطلوب خمیر برای هضم تقریباً 23 درصد مواد جامد، مواد جامد با وزن مخصوص سنگین (3.0 تا 3.5) دارای نرخ ته نشینی تا 75 فوت در دقیقه بودند. مشکل خود به خود با یافتن نوعی مخلوط کن یا همزن پیوسته حل شد که جامدات درشت و سریع ته نشین شده را در حالت تعلیق همگن در طول عملیات هضم نگه می دارد به طوری که تمام ذرات بوکسیت توسط مایع آلومینات سدیم سوزاننده مورد حمله قرار می گیرند. به این ترتیب می توان از مزایای مهم آسیاب درشت استفاده کرد.
فلوشیت بوکسیت استخراج آلومینیوم
تنها دو مرحله زیر را در فرآیند اصلاح شده بایر کاربرد دارد:
- آسیاب و هضم بوکسیت در لیکور آلومینات سدیم،
- جداسازی و شستشوی باقیمانده گل قرمز درشت از مایع آلومینات سدیم.
سایر مراحل اصلی در این فرآیند، رسوب هیدروکسید آلومینیوم از مایع آلومینات سدیم و کلسینه کردن هیدروکسید آلومینیوم برای تولید اکسید آلومینیوم (آلومینا) است.
در این مطالعه، سنگ معدن بوکسیت منهای 1.5 اینچ تا 3/16 اینچ منهای در آسیاب میله سر فولادی که در مدار باز کار می کند، آسیاب می شود. سنگ معدن با مایع آلومینات سدیم داغ در دمای 110 درجه سانتیگراد خیس می شود. آسیاب میله ای به دلیل این دمای بالا مجهز به یاتاقان های آب خنک می باشد.
آسیاب میله ای به یک همزن مجهز به پروانه از نوع توربین تخلیه می شود. همزن به عنوان یک مخزن اختلاط عمل می کند تا تخلیه میله آسیاب را با سود سوزآور و مشروب آلومینات سدیم قبل از مدار هضم مخلوط کند. دوغاب از این همزن با پمپ شنی به دستگاه هاضم پمپ می شود تا محتوی آلومینا در سنگ معدن حل شود.
فرآیند هضم در یک سری از چند همزن برای جلوگیری از اتصال کوتاه انجام می شود. با ادامه فرآیند هضم و حل شدن آلومینا، وزن مخصوص مواد جامد در نقطه تخلیه بیشتر از زمانی است که وارد مدار می شود. دوغاب آلومینات بوکسیت سدیم در دمای 107 درجه سانتیگراد با استفاده از کویل های بخار در اطراف محیط داخلی مخازن بتنی پوشیده شده نگهداری می شود. لوله‌های اتصال بین همزن‌ها به گونه‌ای چیده شده است که هر یک از همزن‌ها به‌عنوان حالت آماده به کار عمل می‌کند و می‌توان برای تعمیر و نگهداری از آن عبور کرد.
پس از هضم، دوغاب به یک Hydro-classifier جریان می یابد که در آن طبقه بندی در مش 150 انجام می شود. سرریز منهای 150 مش به یک سری از غلیظ کننده های شستشوی جریان مخالف فرستاده می شود که در آن مایع آلومینات سدیم از باقی مانده گل قرمز-ریز جدا می شود. جریان پایین هیدروکلاسیفایر با مش 150 توسط یک پمپ دیافراگمی قابل تنظیم ضربه ای به مجموعه ای از طبقه بندی کننده های مارپیچی اندازه گیری می شود که در آن بقایای گل قرمز درشت به صورت خلاف جریان شسته می شود.
آب گرم به آخرین طبقه‌بندی‌کننده سری اضافه می‌شود و مایع آلومینات سدیم داغ، که از مرحله رسوب هیدروکسید آلومینیوم بازیافت می‌شود، به طبقه‌بندی بعدی اضافه می‌شود. این عملیات شستشوی جامدات درشت، بیش از 98 درصد از مایع آلومینات سدیم قوی را که در بقایای گل قرمز درشت زیر هیدروکلاسیفایر بود، بازیابی می کند.