Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Байєра процес — промисловий спосіб переробки алюмінієвої руди бокситу для виробництва оксиду алюмінію (глинозему). Боксит, як найважливіша руда алюмінію, містить лише 30—60 % оксиду алюмінію, (глинозему), Al2О3, решту становить суміш кремнезему, різноманітні оксиди заліза та діоксид титану. Є першою ланкою, за якою далі оксид алюмінію очищають, та перетворюють у металевий алюміній.
Опис
Бокситова руда — суміш гідратованих оксидів алюмінію та сполук інших елементів, таких як залізо. У процесі Байєра бокситну руду нагрівають у посудині під тиском разом з розчином гідроксиду натрію при температурі від 150 до 200°С. °C. При цих температурах алюміній розчиняється у вигляді алюмінату натрію в процесі екстракції. Сполуки алюмінію в бокситах можуть бути присутніми у вигляді гібситу (Al(OH)3), беміту (AlOOH) або діаспору (AlOOH). Різні форми алюмінієвого компонента будуть обумовлювати умови екстракції. Після відділення залишку фільтруванням гібсит (гідроксид алюмінію) випадає в осад, коли рідина охолоджується, а потім висівається дрібнозернистим кристалічним гідроксидом алюмінію.
Процес
Спочатку процес екстракції перетворює оксид алюмінію в руді в розчинний алюмінат натрію 2NaAlO2:
- Al2O3 + 2 NaOH → 2 NaAlO2 + H2O
Ця обробка також розчиняє кремнезем, що є небажаним явищем, але інші компоненти бокситу не розчиняються. Іноді на цій стадії додають вапно, щоб осадити кремнезем у вигляді силікату кальцію. Розчин освітлюють шляхом фільтрації твердих домішок, як правило, за допомогою роторного пісковловлювача та за допомогою флокулянта, такого як крохмаль, для видалення дрібних частинок. Нерозчинені відходи після вилучення алюмінієвих сполук, хвости бокситів, містять оксиди заліза, кремнезем, , карбонат кальцію, титан і деяку кількість непрореагованого оксиду алюмінію. Початковий, невдосконалений процес полягав у тому, що лужний розчин охолоджували та обробляли шляхом пропускання через нього вуглекислого газу, методом, за допомогою якого гідроксид алюмінію випадав в осад :
- 2 NaAlO2 + CO2 → 2 Al(OH)3 + Na2CO3 + H2O
Але пізніше більш досконалим механізмом стало створення перенасиченого розчину гідроксиду алюмінію високої чистоти (Al(OH)3), що виключало необхідність охолодження рідини і було більш економічно доцільним:
- 2 H2O + NaAlO2 → Al(OH)3 + NaOH
Частина отриманого гідроксиду алюмінію використовується у виробництві хімічних речовин для обробки води, таких як сульфат алюмінію, поліалюмінію хлорид, алюмінат натрію. Значна кількість також використовується як наповнювач у гумі та пластмасах як сповільнювач горіння. Близько 90 % отриманого гібситу перетворюється в оксид алюмінію Al2O3 шляхом нагрівання в обертових печах або флеш-кальцинаторах для рідин до температури понад 1000°С.
Залишковий або «витрачений» розчин алюмінату натрію потім переробляється. У випадку присутностідомішок галію та ванадію, вони накопичуються в розчині, відповідно, їх можна виділити. Органічні домішки при осадженні гібситу можуть спричинити забарвлення лугу та гібситу, втрати каустичних властивостей лугу та збільшення в'язкості та густини вихідних розчинів.
Для бокситів, що містять більш як 10 % кремнезему, процес Байєра стає неекономічним через утворення нерозчинного натрій-алюмінієвого силікату, що знижує вихід, що обумовлює обрання іншого процесу переробки.
Понад 90 % виробленого оксиду алюмінію використовується в процесі Холла-Еру для остаточного виробництва алюмінію.
Історія процесу Байєра
Процес Байєра був винайдений у 1888 році Карлом Йозефом Байєром. Працюючи в Санкт-Петербурзі (Росія) над розробкою методу постачання глинозему в текстильну промисловість (він використовувався як протрава при фарбуванні бавовни), Байєр у 1887 році виявив, що гідроксид алюмінію, який випадає з лужного розчину, є не аморфним, а кристалічним, отже, його можна легко фільтрувати та промивати, тоді як кислотний шлях добування гідроксиду алюмінію давав желатиноподібну консистенцію яка важко відмивається.
Кількома роками раніше Анрі Етьєн Сент-Клер Девіль у Франції розробив метод отримання глинозему шляхом нагрівання бокситів у карбонаті натрію, Na2CO3, при 1200 °C, вилуговуванням алюмінату натрію, що утворився, водою, потім осадження гідроксиду алюмінію двоокисом вуглецю, CO 2, який потім фільтрували та сушили. Від цього процесу (відомого як процес Девіля) відмовилися на користь процесу Байєра.
Процес Баєра почав набувати значення в металургії разом із винаходом електролітичного алюмінієвого процесу Холла-Еру, винайденого лише роком раніше, у 1886 році. Разом із процесом ціанування, винайденим у 1887 році, процес Байєра знаменує народження сучасної галузі гідрометалургії.
Сьогодні цей процес практично не змінився, і він виробляє майже весь світовий запас глинозему як проміжний етап у виробництві алюмінію.
Відомі аварії
У 2010 році під час аварії на глиноземному заводі Айка в річку Дунай скинули велику кількість їдкого червоного шламу.
Див. також
Примітки
- Harris, Chris; McLachlan, R. (Rosalie); Clark, Colin (1998). Micro reform – impacts on firms: aluminium case study. Melbourne: Industry Commission. ISBN .
Джерела
- Habashi, F. (2005). A short history of hydrometallurgy. . 79: 15—22. doi:10.1016/j.hydromet.2004.01.008.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Bajyera proces promislovij sposib pererobki alyuminiyevoyi rudi boksitu dlya virobnictva oksidu alyuminiyu glinozemu Boksit yak najvazhlivisha ruda alyuminiyu mistit lishe 30 60 oksidu alyuminiyu glinozemu Al2O3 reshtu stanovit sumish kremnezemu riznomanitni oksidi zaliza ta dioksid titanu Ye pershoyu lankoyu za yakoyu dali oksid alyuminiyu ochishayut ta peretvoryuyut u metalevij alyuminij Mineral boksit ye osnovnim materialom yakij ye dzherelom sumishi oksidiv alyuminiyu Chervonij kolir zumovlenij domishkami oksidiv zaliza Zdatnist vidiliti mikrokristalichnij gidroksid alyuminiyu fundamentalna shodinka yaka dozvolila jogo zruchnu ochistku vid domishok ta peretvorennya u oksid dlya podalshogo virobnictva chistogo alyuminiyu Osadzhenij gidroksid alyuminiyu lugom iz jogo kislotnih solej maye amorfnu slizopodibnu konsistenciyu sho uskladnyuye jogo ochistku vid domishok U probirci pokazanij chistij gidroksid u realnih umovah vin buv bi nerozdilno peremishanij iz domishkami osadzhenih spoluk zaliza jogo silikatu ta karbonatu OpisBoksitova ruda sumish gidratovanih oksidiv alyuminiyu ta spoluk inshih elementiv takih yak zalizo U procesi Bajyera boksitnu rudu nagrivayut u posudini pid tiskom razom z rozchinom gidroksidu natriyu pri temperaturi vid 150 do 200 S C Pri cih temperaturah alyuminij rozchinyayetsya u viglyadi alyuminatu natriyu v procesi ekstrakciyi Spoluki alyuminiyu v boksitah mozhut buti prisutnimi u viglyadi gibsitu Al OH 3 bemitu AlOOH abo diasporu AlOOH Rizni formi alyuminiyevogo komponenta budut obumovlyuvati umovi ekstrakciyi Pislya viddilennya zalishku filtruvannyam gibsit gidroksid alyuminiyu vipadaye v osad koli ridina oholodzhuyetsya a potim visivayetsya dribnozernistim kristalichnim gidroksidom alyuminiyu Proces Vidstijnik hvostoshovishe u Nimechchini zapovnenij vidhodami vid virobnictva gidroksidu alyuminiyu Pri vidstoyuvanni lug povilno reaguye z vuglekislim gazom povitrya zmenshuyuchi luzhnist vidhodiv a voda viparovuyetsya Spochatku proces ekstrakciyi peretvoryuye oksid alyuminiyu v rudi v rozchinnij alyuminat natriyu 2NaAlO2 Al2O3 2 NaOH 2 NaAlO2 H2O Cya obrobka takozh rozchinyaye kremnezem sho ye nebazhanim yavishem ale inshi komponenti boksitu ne rozchinyayutsya Inodi na cij stadiyi dodayut vapno shob osaditi kremnezem u viglyadi silikatu kalciyu Rozchin osvitlyuyut shlyahom filtraciyi tverdih domishok yak pravilo za dopomogoyu rotornogo piskovlovlyuvacha ta za dopomogoyu flokulyanta takogo yak krohmal dlya vidalennya dribnih chastinok Nerozchineni vidhodi pislya viluchennya alyuminiyevih spoluk hvosti boksitiv mistyat oksidi zaliza kremnezem karbonat kalciyu titan i deyaku kilkist neproreagovanogo oksidu alyuminiyu Pochatkovij nevdoskonalenij proces polyagav u tomu sho luzhnij rozchin oholodzhuvali ta obroblyali shlyahom propuskannya cherez nogo vuglekislogo gazu metodom za dopomogoyu yakogo gidroksid alyuminiyu vipadav v osad 2 NaAlO2 CO2 2 Al OH 3 Na2CO3 H2O Ale piznishe bilsh doskonalim mehanizmom stalo stvorennya perenasichenogo rozchinu gidroksidu alyuminiyu visokoyi chistoti Al OH 3 sho viklyuchalo neobhidnist oholodzhennya ridini i bulo bilsh ekonomichno docilnim 2 H2O NaAlO2 Al OH 3 NaOH Chastina otrimanogo gidroksidu alyuminiyu vikoristovuyetsya u virobnictvi himichnih rechovin dlya obrobki vodi takih yak sulfat alyuminiyu polialyuminiyu hlorid alyuminat natriyu Znachna kilkist takozh vikoristovuyetsya yak napovnyuvach u gumi ta plastmasah yak spovilnyuvach gorinnya Blizko 90 otrimanogo gibsitu peretvoryuyetsya v oksid alyuminiyu Al2O3 shlyahom nagrivannya v obertovih pechah abo flesh kalcinatorah dlya ridin do temperaturi ponad 1000 S 2 Al OH 3 Al2O3 3 H2O Zalishkovij abo vitrachenij rozchin alyuminatu natriyu potim pereroblyayetsya U vipadku prisutnostidomishok galiyu ta vanadiyu voni nakopichuyutsya v rozchini vidpovidno yih mozhna vidiliti Organichni domishki pri osadzhenni gibsitu mozhut sprichiniti zabarvlennya lugu ta gibsitu vtrati kaustichnih vlastivostej lugu ta zbilshennya v yazkosti ta gustini vihidnih rozchiniv Dlya boksitiv sho mistyat bilsh yak 10 kremnezemu proces Bajyera staye neekonomichnim cherez utvorennya nerozchinnogo natrij alyuminiyevogo silikatu sho znizhuye vihid sho obumovlyuye obrannya inshogo procesu pererobki Ponad 90 viroblenogo oksidu alyuminiyu vikoristovuyetsya v procesi Holla Eru dlya ostatochnogo virobnictva alyuminiyu Istoriya procesu BajyeraProces Bajyera buv vinajdenij u 1888 roci Karlom Jozefom Bajyerom Pracyuyuchi v Sankt Peterburzi Rosiya nad rozrobkoyu metodu postachannya glinozemu v tekstilnu promislovist vin vikoristovuvavsya yak protrava pri farbuvanni bavovni Bajyer u 1887 roci viyaviv sho gidroksid alyuminiyu yakij vipadaye z luzhnogo rozchinu ye ne amorfnim a kristalichnim otzhe jogo mozhna legko filtruvati ta promivati todi yak kislotnij shlyah dobuvannya gidroksidu alyuminiyu davav zhelatinopodibnu konsistenciyu yaka vazhko vidmivayetsya Kilkoma rokami ranishe Anri Etyen Sent Kler Devil u Franciyi rozrobiv metod otrimannya glinozemu shlyahom nagrivannya boksitiv u karbonati natriyu Na2CO3 pri 1200 C vilugovuvannyam alyuminatu natriyu sho utvorivsya vodoyu potim osadzhennya gidroksidu alyuminiyu dvookisom vuglecyu CO 2 yakij potim filtruvali ta sushili Vid cogo procesu vidomogo yak proces Devilya vidmovilisya na korist procesu Bajyera Proces Bayera pochav nabuvati znachennya v metalurgiyi razom iz vinahodom elektrolitichnogo alyuminiyevogo procesu Holla Eru vinajdenogo lishe rokom ranishe u 1886 roci Razom iz procesom cianuvannya vinajdenim u 1887 roci proces Bajyera znamenuye narodzhennya suchasnoyi galuzi gidrometalurgiyi Sogodni cej proces praktichno ne zminivsya i vin viroblyaye majzhe ves svitovij zapas glinozemu yak promizhnij etap u virobnictvi alyuminiyu Vidomi avariyi Dokladnishe Avariya na alyuminiyevomu zavodi v misti Ajka Proriv dambi hvostoshovisha v Ugorshini z vihodom luzhnogo shlamu bagatogo na oksidi zaliza na veliki ploshi gruntiv ta prilegli richki U 2010 roci pid chas avariyi na glinozemnomu zavodi Ajka v richku Dunaj skinuli veliku kilkist yidkogo chervonogo shlamu Div takozhPrimitkiHarris Chris McLachlan R Rosalie Clark Colin 1998 Micro reform impacts on firms aluminium case study Melbourne Industry Commission ISBN 0 646 33550 2 DzherelaHabashi F 2005 A short history of hydrometallurgy 79 15 22 doi 10 1016 j hydromet 2004 01 008