Проект участка получения чернового галлия в условиях АО «Алюминий Казахстана»

 

Сгущенную пульпу находим, кг:

Na2Oку	4605375,31 – 3715512 = 889863,31;
Na2Oкб	361646,29 – 312318,4 = 105814,12;
SO3	186942,49 – 91541,6 = 95400,89;
Cl	1482494,29 – 846490,58 = 636003,71;
Al2O3	2556808,40 – 1916988,8 = 639819,6;
CO2	254187,99 – 221638,37 = 32549,62;
H2O	20083406,54 – 315760,25 = 10925800,29.

 

После сгущения количество выпаренной воды 4,5 т/час = 4500 кг/час. Тогда необходимо

 

4500 · 24 · 365 = 39420000 т.

 

Отсюда, для получения упаренной  воды необходимо

 

39420000 / 17 = 2318823,5 т.

 

Упаренный раствор находим следующим  образом: от воды, которая в сливе сгустителя отнимаем упаренную воду

 

9157606,25 – 2318823,5 = 6838782,75 т.

 

Таблица 5.3 – II стадия упаривания после сгущения

 

Компоненты	Слив сгустителя, кг	Упаренная вода, кг	Упаренный раствор, кг
Na2Oку	3715512	–	3715512
Продолжение таблицы 5.3
Компоненты	Слив сгустителя, кг	Упаренная вода, кг	Упаренный раствор, кг
Na2Oкб	312318,4	–	312318,4
SO3	91541,6	–	91541,6
Ga	–	–	–
Cl	846490,58	–	846490,58
V2O5	–	–	–
Al2O3	1916988,8	–	1916988,8
CO2	221638,37	–	221638,17
H2O	9157606,25	2318823,5	6838782,75
Всего	16262095,8	2318823,5	75492372,3

 

 кг.

 

Таблица 5.4 – Кристаллизация гидроалюмината натрия          

 

Состав	Упаренный раствор, кг	Кек ГАН, кг	Алюминатный раствор  по разнице на кристаллизацию ХГК, кг
Na2Oку	3715512	1408675,5	2306836,5
Na2Oкб	312318,4	–	312318
SO3	91541,6	–	91541,6
Ga	–	–	–
Cl	846490,58	–	846490,58
V2O5	–	–	–
Al2O3	1916988,8	1287460,29	629528,51
CO2	221638,17	–	221638,17
H2O	6838782,75	2461958,32	4376824,43
Всего	75492372,3	5158094,11	8785177,79

 

Na₂O_ку = 27,31 %

Al₂O₃ = 24,96 %

Влага = 47,43 %

Na₂O_ку:                             27,31 % – х

       100%     – 5158094,118;

                                                              х = 1408675,5 кг;

 

 

Al₂O₃                                24,96 % – х

      100%     – 5158094,118;

                                                               х = 1287460,29 кг;

 

влага                                 47,43 % – х

       100%     – 5158094,118;

                                                              х = 2461958,32 кг.

 

Таблица 5.5 – Баланс кристаллизации гидроалюмината натрия 

 

Состав	Приход, кг		Всего, кг	Получено, кг
	Сгущенная пульпа после Iст. упаривания	Фильтр ГАН		Фугат по разнице	Кек
Na2Oку	889863,31	2306836,5	3196699,81	2571672,35	625027,46
Na2Oкб	105814,12	312318	418132,12	106760,43	311371,69
SO3	95400,89	91541,6	186942,49	186942,49	–
Ga	6186,586	–	6186,586	–	6186,586
Cl	636003,71	846490,58	1482494,29	1124615,66	357878,63
V2O5	13450,18	–	13450,18	–	13450,18
Al2O3	639819,6	629528,51	1269348,11	759738,09	509610,02
CO2	32549,62	221638,17	254187,79	75765,47	178422,32
H2O	1625882,13	4376824,43	6002706,56	5314833,45	687873,11
Всего	–	–	12830147,94	10140327,94	2689820

 

Твердая фаза пульпы ХГК 0,75 м³/ч · 24 · 365 /17 = 386,47 м³.

Жидкая фаза пульпы ХГК 6 м³/ч · 24 · 365 /17 = 3091,76 м³.

Галлий, в силу сродства его с  алюминием кристаллизуется в  составе хлор-галлата Na, совместно  с хлор-гидроалюминатом Na, согласно общей формyле Na₂Me(OH)₄Cl; где Ме – Al и Ga.

Молекулярный вес: Na₂Ga(OH)₄Cl = 219,22 г/моль; Ga = 69,72 г/моль;

Na = 23·2=46 г/моль; (OH)₄ = 68 г/моль; Cl = 35,5 г/моль.

 Расчет состава соединения Na₂Ga(OH)₄Cl

 

Na₂Ga(OH)₄Cl – Ga

x – 6186,586,

 

Na₂Ga(OH)₄ в ХГК.

 

Na₂Ga(OH)₄ – 2 Na

19452.43 – x,

 

.

 

Na = 4081,79 в пересчете на Na₂O составит

 

2 Na – Na₂O

4081,79 – х,

 

.

 

Na₂Ga(OH)₄Cl – Cl

        19452,43 – x,

 

.

 

Кристаллизационная вода в соединении Na₂Ga(OH)₄Cl

 

19452,43 – 5501,54 – 3150,08 – 6186,586 = 4614,22 кг.

 

Расчет состава Na₂ (OH)₄Cl

 

2689820–403473–178422,32–311371,69–13450,18–19452,43 = 1763650,38 кг – количество Na₂Al(OH)₄Cl.

 

Na₂Al (OH)₄Cl – 2Na

        1763650,38 – x;

 

Na.

 

Na = 459648,26 кг в пересчете на Na₂O составит

 

 2 Na – Na₂O

459648,26 – х,

 

 Na₂O.

 

Na₂Al (OH)₄Cl – Al

        1763650,38 – x,

 

 Al.

 

Al = 269793,54 кг в пересчете на Al₂O₃ составит

2 Al – Al₂O₃

– х,

 

Al₂O₃ в соединении Na₂Al (OH)₄Cl.

 

Na₂Al (OH)₄Cl – Cl

        1763650,38 – x,

 

 Cl.

 

Определяем кристаллизованную  влагу в соединении Na₂Al (OH)₄Cl

 

1763650,38–509610,02–354728,55–619525,92=279785,89 кг.

 

Определяем количество Na₂O_ку в ХГК

 

5501,54+619525,92=625027,46 кг.

 

Определяем общее количество кристаллизованной и физической влаги в ХГК

 

403473+4614,22+279785,89=687873,11 кг.

 

Общее количество Cl в ХГК

 

3150,08+354728,55=357878,63 кг.

 

Баланс узла приготовления богатого раствора. Промывная вода центрифуг. Находим количество раствора подаваемого на репульпацию 1 т. ХГК

 

1,65/3,75 =0,44 м³,

 

2689820 / 1000 ·0,44 = 1183,52 т.

 

2,6 – 65

х – 41,

 

м³/ч,

 

1,64· 24 · 365 /17 = 845,08 м³/ч.

 

Находим Na₂O_ку

 

Na₂O_ку =845,08 · 70 = 59155,6 м³/ч

 

Al₂O₃

= 42309 кг.

 

ρ_{бог.р-ра} = 1400г/л = 1,4 кг/м³.

Определяем количество богатого раствора исходя из концентрации Ga в нем 0,8 – 1,0 г/л = 1 кг/м³

 

м³,

 

Na₂O_ку =6186,586 · 180 = 1113585,5 кг.

 

,

 

Na₂O_ку

.

 

Исходя из полученных данных находим  откорректированный богатый раствор

 

898400,6/175 = 5133,7 м³,

 

,

 

5133,7 ·1400 = 7187810 кг.

 

Таблица 5.6 – Баланс приготовления богатого раствора

 

Состав	Приход, кг				Получено, кг
	Галлиевый концентрат	Каустик	Промвода	Всего	Сырой богатый  раствор
Na2Oку	625027,46	–	–	898400,6	898400,6
Na2Oкб	311371,69	–	–	311371,69	311371,69
Ga	6186,586	–	–	6186,586	6186,586
Cl	357878,63	–	–	357878,63	357878,63
V2O5	13450,18	–	–	13450,18	13450,18
Al2O3	509610,02	–	–	509610,02	509610,02
CO2	178422,32	–	–	178422,32	178422,32
H2O	687873,11	–	4223986,8	49111859,9	4911859,9
Всего	2689820	273373,14	4223986,8	7187180	7187180

 

Баланс кристаллизации солей ванадия

 

 м³.

 

Находим V₂O₅ в сыром богатом растворе

 

5323,8·0,2 = 1064,76 кг.

 

Таблица 5.7 – Баланс кристаллизации солей ванадия

 

Поступило, кг		Получено, кг
Состав	Сырой богатый раствор	Осадок содержащий соли ванадия	Богатый раствор	Всего
Na2Oку	898400,6	–	898400,6	898400,6
Na2Oкб	311371,69	139970	171401,65	311371,69
Ga	6186,586	862,8	5323,8	6186,586
Cl	357878,63	–	357878,63	357878,63
V2O5	13450,18	12385,42	1064,76	13450,18
Al2O3	509610,02	–	509610,02	509610,02
CO2	178422,32	56782,42	121639,9	178422,32
H2O	4911859,9	–	4911859,9	4911859,9
Всего	7187180	210000,74	6977179,26	7187180

 

Находим количество V₂O₅ в осадке, содержащего соли ванадия

 

13450,18 – 1064,76 = 12385,42 кг.

 

Определим количество Na₂O увлекаемое вместе при кристаллизации соединении ванадия

 

Na₂O_кб –V₂O₅

                   х – 12385,42;

 

 кг Na₂O в составе соединения Na₃VO₄.

 

Определяем сумму компонентов  богатого раствора без соды

 

898400,6+5323,8+357878,63+1064,76+509610,02+4911859,9 = 6684137,71 кг.

 

В богатом растворе на цементации содержится 4,2 % соды, значит полученное количество 6684137,71 кг. Составит 95,8 % от богатого раствора.  Определяем количество соды в богатом растворе, составляем пропорцию

 

6684137,71 кг. – 95,8 %