Павлодар Алюминий зауытының жағдайында бокситтан алюминатты ерітіндіні алу - сілтілеу цехының жобасы

 

 

 

1 Жалпы түсініктемелік жазба

 

1. Өндірістің қысқаша сипаттамасы

 

Павлодар алюминий зауыты Қазақстан  Республикасында, Павлодар қаласының  шығыс жағында орналасқан.Зауыт  оңтүстік жағынан ТЭЦ-1, солтүстік  жағынан теміржол станциясымен шекаралас.

Зауыттың теміржол байланысы зауыттың солтүстік аумағынан 1,1 км қашықтықта орналасқан МПС «Южная» станциясы арқылы іске асады.

Оңтүстік және шығыс  жағынан зауыт аймағы ТЭЦ-ке кірер  теміржолдармен шектелген, ал батыс  жағында қалалық жерлер орналасқан.

Зауыт қаламен автомобиль және трамвай жолдарымен байланысқан.

 

 

2. Шикізат базасы, номенклатурасы. өнімнің сапасы мен технологиялық деңгейі

 

Сазбалшық табиғатта  корунд минералы түрінде кездеседі. Глиноземнің бірнеше түрі бар. Олардың формуласы бірдей, бірақ қасиеттері әр түрлі. Оның ішінде кең таралғандары мен жиі кездесетіні: α – Al₂O₃; γ – Al₂O₃

 

1.1- кесте

Сазбалшыққа қойылатын техникалық талаптар МЕСТ 305898

Маркасы	Қоспалардың құрамы, аспайды: %						ҚКЖ
	SiO2	Fe2O3	TiO2+V2O5 Cr2O5+MnO	ZnO	P2O5	Na2+ + K2O
Г000	0,02	0,01	0,01	0,01	0,001	0,3	0,6
Г00	0,02	0,03	0,01	0,01	0,002	0,4	1,2
ГО	0,03	0,05	0,02	0,02	0,002	0,5	1,2
Г1	0,05	0,04*	0,02	0,03	0,002	0,4	1,2
Г2	0,08	0,05	0,02	0,03	0,002	0,5	1,2

* - 0,05-ке дейін

 

Шикізат ретінде зауытқа Торғай бокситтері болып келеді. Бокситтердің негізгі құрамы – гиббсит, бемит және диаспор. Одан басқа темір минералдары (гематит, анда-санда пирит, гидрогематит, лимонит, сидерит), шынытас түріндегі кремнезем, гидрототықтары және коллоидты су алюмосиликаттары,титанның екі тотығы гель түрінде, анатаз рутил түрінде құрамына кіреді. Бокситтердің құрамына аз мөлшерде кальций және магний карбонаттары, хром, ванадий, фосфор, галий және басқада элементтердің тотықтары кіреді. Бокситтерде галийдің аз мөлшеріне қарамай (0,01-ден 0,0001 %-ға дейін) алюминий тотығы өндірісінің қалдық ерітінділері және алюминий өндірісіндегі электролиттік тазалаудан қалған қалдықтар – галий және оның қосылыстары алатын негізгі шикізат болып отыр.

Боксит құрамындағы Al₂O₃ пен кремний модулінің құрамы бойынша Аят кен орны және республиканың солтүстігінде және солтүстік батысында орналасқан басқа да кен орындары ПАЗ-дың шикізат базасы болып келеді.

Қазақстан бокситтері төменгі  сұрыпты бокситтер қатарына жатады. Кремнезем, карбонаттар, органикалық  заттардың құрамында кездесетін зиянды қоспалар технологиялық процесстердің жұмысын қиындатып, энергия, еңбек шығынын жоғарылатады, қаражат салымын үлкейтеді [2].

Боксит құрамындағы Al₂O₃ пен кремнилі модулдің мөлшері бойынша боксит 2-ші кестеде көрсетілген маркалар мен сұрыптарға бөлінеді.

 

1.2- кесте

Бокситқа стандарт МЕСТ 97274

Марка	Сұрып	Al2O3, %	Кремнийлі модуль	Қолдану саласы
Б00		50	12,0	Сазбалшық, электрокорунд
Б0		50	10	Сазбалшық, электрокорунд
Б1		48	8	Сазбалшық, электрокорунд
Б2		43	6	Сазбалшық, электрокорунд
Б3	1	45	5	Сазбалшық
	2	35	5	Сазбалшық
Б4	1	43	3,9	Сазбалшық
	2	42	3,0	Сазбалшық
	3	40	3,0	Сазбалшық
Б5		48	2,6	Сазбалшық, отқа төзімді заттар
Б6	1	45	2,0	Сазбалшық, отқа төзімді заттар
	2	37	2,0	Мартендік өндіріс

 

 

3. Жұмысшылардың саны және кәсіби-квалификациялық құрамы

 

Жұмысшылардың жалпы  саны 183 адам. Олардың 119 негізгі, ал 19 қосалқы  өндірісте жұмыс атқарады. Оның ішінде 45 инженер-техник, 1 цех басшысы, 5 участок басшылары, 7 бас мастер, 5 мастер механик, 5 мастер электрик, 20 смена мастерлері.

Бұл жерде дәрігерлер, өрт сөндірушілер және зауыт күзетшілері есепке алынбаған.

1.4 Энергоқорына мұқтаждық

 

Зауыттың электржабдықталуы жобамен сәйкес істелінген. Электр энергиясы Павлодарлық ТЭЦ-1 және «Павлодарэнерго» жүйесінен алынады.

Трансформаторлардың жалпы  қуаты 370 мың кВт. Электржабдықтау келесі жолдармен жүзеге асады:

1. 110 кВт-тық 2 жолмен. ЛЭП145, ЛЭП146 және қосалқы ЛЭП106. ЛЭП145, ЛЭП146 «Павлодарская» подстанциясынан, ал ЛЭП106 ТЭЦ-2-ден дәнекерленген жол болып келеді.
2. ТЭЦ-1-ден әкелінген әрқайсысы 10 кВт 2 ашық жақтау торы. ГПС 2-де негізгі екі 80 мВт-тық және қосалқы 70 мВт-тық трансформаторлар орнатылған.

Қажетті электрэнергия мөлшері 295,56 ∙ 10⁶ кВт∙сағ. Бу 3,45 ∙ 10⁶ Гкал. Таза су 3,19 ∙ 10⁶ м³. Ауа мөлшері 960 ∙ 10⁶ м³.

 

 

5.  Шикізаттарды пайдаланудың кешенділігі

 

Қазіргі кезде отандық  және шетелдік сазбалшық өндіретін  зауыттарда негізгі өнімнен басқа  сирек металдар – галлий мен ванадийді бөледі. Одан басқа боксит құрамында көп мөлшерде темір, кремний, титан, және аз мөлшерде сирек металдар – скандий, германий және т.б. кездеседі. Осыдан, бокситті бағалы шикізат деп атауға болады.

Көп жылдар бойы дүниежүзінде ғылыми зерттеу жұмыстары жүргізілген. Жұмыстардың көбі алюминатты ерітіндіден галлий мен ванадийді бөліп алу үшін, қызыл шламды (өндіріс қалдықтары) өңдеп, одан сазбалшық, сілті, шойын және басқа да құрылыс материалдарын алу үшін арналған [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Бас жоспар мен көлік

 

2.1 Құрылыс алаңының қысқаша сипаттамасы

 

Сазбалшық өндірісінің  орналасуын анықтайтын негізгі факторлар, олар шикізат және жанармай базасының  жақын болуы, көп мөлшерде су қорымен  қамтамасыз ете алуы және де алюминий зауытының жақын болуы.

Павлодар қаласы Ертістің оң жағасында орналасқан, бір облыстың әкімшілік орталығы болып табылады. Және теміржол магистралінда  жатыр.

Бұл жерде сазбалшық зауытының  ыңғайлы орналасуына себепші  болып келетін негізгі факторлар:

- кеннің жақындығы;

- жанармай базасының жақындығы;

- Ертіс өзенінен шексіз мөлшерде сумен қамтамасыз ету мүмкіндігі.

 

 

2. Жер бедерінің сипаттамасы

 

Глинозем өндіруге қажетті ғимаратты салу үшін Павлодар алюминий зауытының территориясында  орналасқан алаң беріледі.

Алаңды құрайтын жер қабаттары шөгу қалыңдығының бірінші дәрежесіне жатады.

Цех ғимараты бір  қабатты, темірбетонды.

Құрылыс аумағының  ауданы – 5024 м²

Ауданның сейсмикалылығы – 4 баллды

Желдің күші – 50 кг/м².

Іргетастың  негізі ретінде жер бедерінен 2,8-3,0 метр тереңдікте жаткан балшықты бөлінулер болып келеді. Жер асты сулардың деңгейі 12,0 және ғимарат іргетасы үшін агрессивсіз орта ретінде саналады.

Зауыт ауданының  климаттық жағдайы өте қатал  аймақта орналасқан, қыста -40^о С-қа дейін, жазда +40^о С дейі жетеді.

Ғимараттың қату тереңдігі 2,0-2,5 м. Ғимарат құрылысына кеткен капиталды шығындар, жалпы шығындардың негізгі бөлігін құрап жатыр.

 

 

3. Бас жоспардың құрамы, барлық ғимараттар мен құрылымдардың тізімі, олардың көлемі

 

Сілтілеу үрдісі Байер процесінің негізгі сатысы болатындықтан, цех зауыттың тура ортасында орналасқан. Пульпа ылғалды ұнтақтаудан келеді. Сілтілеуден келген өнім мен алюминатты ерітінді декомпозицияға (бұрауға) жіберіледі, қызыл шлам пісіру процессіне кетеді. Сілтілеу процессіне қатысқан айналмалы ерітінді буландырудан шығады. Осыдан процесстің негізгі сатылары осы цех арқылы өтентіндігін аңғарамыз.

Барлық бөлімшелер галереялармен  бірлескен. Галерея бойымен барлық құбырлар мен сымдар өтеді. Барлық жабдықтар  бір ғимараттың астында орналасқан. Оның айналасында асфальтты жол салынған. Оның қасында зауыттың негізгі жолы өтеді. Өндірісті кеңейткен жағдайда жаңа жабдықтарды салуға арналған қосымша жер қарастырылған.

Сонымен бірге цехте  қойма бөлімдері бар, ол жерде  қара бидай ұны (коагулянт) және сүзгі  ретінде қолданылатын макулатура (целлюлоза) сақталып жатады.

 

2.4 Негізгі жоспарлық шешімдер

 

Зауыт қаланың шығыс  жағында, қаладан 5 км қашықтықта орналасқан. Зауыт негізгі желдердің шетінде  орналасқандықтан зиянды қоспалардың  қөбісі қалаға кірмей басқа жерге әкетіледі.

Алюминийдің гидрометаллургиялық  өндірісі экономикалық ең таза өндірістердің  қатарына жатады.

Зауыт айналасында ағаштар  отырғызылған. Зауыт аймағында тұрғын үй салуға тыйым салынған. Жолдар әрқашан сумен суландырылады. Барлық кір канализацияға шайылады. Өнеркәсіптік аймақтардың экологиялық күйіне әрдайым тұрақты бақылау жүргізіледі. Қурап қалған ағаштар үнемі ауыстырылып тұрады.

 

 

2.5 Ішкі және сыртқы зауыттық көліктер

 

Зауыттың ішінде асфальтты жол өтеді. Осы жол  бойынша цех арасында негізгі қатынастар өтеді және осымен өндірістегі процеске қатысатын керекті жабдықтар мен өнімдер, шикізат жеткізіліп отырады.

Сонымен бірге  зауытқа теміржол өтеді, бұл жолмен шикізаттың бір бөлігі, жабдықтар, жөндеуге керек материалдар жеткізіліп отырады. Тағы да зауыт автомагистральмен, кеме қатынасымен шыға алады, онымен шикізат пен жүктерді тасуға да болады.

 

 

2.6 Энергоқорымен қамтамасыз ету

 

2.6.1 Шикізат  базалары, шикізаттың сипаттамасы

 

Бокситтер –  құрамында алюминий оксиді, кремний  оксиді, темір оксиді және басқа да металлдар бар тау жынысы.

Бокситтің қоры жағынан дүние жүзі бойынша Қазақстан 15-ші орынды алады.

Госбаланс бойынша  Қазақстандағы бокситтердің кен  орындары негізгі үш бокситтік ауданда  орналасқан: батыс Торғай, орталық  Торғай, шығыс Торғай.

Батыс Торғай ауданына мына кен орындары кіреді: Аят, Краснооктябрь, Белинск, Зимнее, шығыс Аят, Таунсор, Карабайтал, Клубное, шығыс Козыревск, Варваринск, Покров, солтүстік Ливанск; Ал Орталық Торғай ауданына: Приозерное, Құшмұрын, батыс Обаған және Көктал.

Батыс Торғай бокситтік  ауданда орналасқан кен орындардың геологиялық құрылымы ұқсас болып  келеді: тасты, сазды және борпылдақ  келеді. Барлық кен орындар ашық әдіспен барланады.

Шығыс Торғай бокситті ауданы Торғай облысында орналасқан. Бұл аймақта 6 бокситті кен орны бар, олар: Арқалық, Солтүстік, Жоғарғы және төменгі Ашут, Үштөбе мен Ақтас. Ақтастан басқа бұл кен орындарда, галий және отқа төзімді сазбалшық қорлары есепке алынады.Тіпті бір кеннен алынған бокситтердің химиялық және минерологиялық  құрамы әртүрлі болып келеді.

Диаспор, бемит, гидрагилит, корунд минералдарының құрамына алюминий оксиді кіреді. Диаспор, бемит (Al₂O₃·H₂O) және гиббсит (Al₂O₃·3H₂O) – бокситтердің негізгі құрамдас бөліктері болып келеді, алюминий тотығы (сазбалшық), электрлік корунд, сазбалшықтың цемент, жоғары сазбалшықты отқа төзімділерін өндіретін маңызды кені.

Каолинит Al₂O₃·2SiO₂·2H₂О – табиғатта өте кең таралған, алюминий тотығын алуға және силикоалюминиін қорытуға пайдаланылуы мүмкін.

Нефелин (Na,K)₂O Al₂O₃·2SiO₂ – табиғатта апатитпен бірге, апатит-нефелиндік жыныс болып кездеседі. Осындай жыныстарды байытқанда және апатиттік концентратты шығарғанда ұсақталған нефелин қалдықтарымен қалады. Алюминий тотығынан басқа нефелиннің құрамына көп сілтілер бар, осы құрамдастарды нефелиннен алған соң, нефелин қалдықтары цемент өндірісінің шикізаты болып келеді. Нефелин концентратын комплекстік өңдегенде бокситпен алынатын алюминий тотығының бағасына жуық алюминий тотығын алуға болады.