Получение глинозема по способу Байера.

Основным исходным материалом для производства алюминия является глинозем, чистота которого должна быть 98,3…98,4 %, содержание примесей не должно превышать 0,6…0,7 %.

Получение глинозема по способу Байера производят в такой последовательности.

1. Подготовка боксита: дробление и измельчение на дробилках, разделение по крупности на грохотах, затем измельчение в мельницах и отделение материала тонкого помола при помощи классификаторов.

2. Выщелачивание боксита или химическое разложение боксита от взаимодействия с водным раствором щелочи. Измельченный боксит загружают в автоклав и смешивают с щелочным раствором. Через автоклав внизу пропускают сильную струю пара, которая проходя через пульпу, перемешивает и подогревает ее. Примерно через 4 часа в растворе получается алюминат натрия (NaAlO₂), а другие компоненты боксита (SiO₂, Fe₂O₃, TiO₂ и другие) образуют осадок (красный шлам). Давлением пара пульпа вытесняется из автоклава через трубку вверх и транспортируется для дальнейшей обработки.

3. Отделение алюминатного раствора от красного шлама. Пульпу разбавляют водным раствором, полученным от промывки красного шлама предыдущей партии, и подвергают обработке в сгустителях (температура пульпы 90…100 ⁰С). В результате этой обработки красный шлам оседает, что позволяет слить алюминатный раствор, который отфильтровывают (осветляют).

4. Разложение алюминатного раствора по реакции:

NaAlO₂ + 2 H₂O = Al(OH)_3.+NaOH

Процесс разложения производят путем медленного перемешивания (96 - 120 часов) алюминатного раствора в присутствии кристаллической гидроокиси алюминия Al(OH)₃. Процесс протекает в ряде камер (8-10 штук) при сохранении температуры 60…30 ⁰С. В результате из алюминатного раствора выделяется кристаллическая гидроокись алюминия. Полученную пульпу подвергают сгущению. Часть сгущенной пульпы употребляют для разложения в следующем цикле, а основную часть пульпы фильтруют и промывают. В результате получают кристаллическую гидроокись алюминия с 3…4 % влажности.

5. Кальцинация заключается в обезвоживании гидроокиси алюминия. Ее проводят в трубчатых вращающихся печах длиной 50-70 м и диаметром 4 м. Печь монтируют с наклоном: с высокой стороны в печь поступает сырой материал и, проходя по всей длине, высушивается и обезвоживается топочными газами, идущими навстречу. При 40…200 ⁰С материал высушивается, при 200…950 ⁰С из него удаляется гидратная вода и образуется безводная окись алюминия, которая прокаливается при температуре 950…1200 ⁰С. В конце печи (зона охлаждения) температура полученного глинозема снижается до 60…70 ⁰С и его выгружают из печи, примерно через 1,5 часа после начала процесса кальцинации. При помощи пневмотранспорта глинозем по трубопроводу подается в бункер для хранения или непосредственно в цех электролиза.