Содержание

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБОСНОВАНИЕ 6

2. ТЕХНИКА ПРОИЗВОДСТВА 8

2.1. Основные подразделения Николаевского глинозёмного завода 8

2.2. Основы технологического процесса участка выпарки 8

2.3. Аппаратурно-технологические схемы участков глиноземного производства 12

2.3.1. Аппаратурно-технологическая схема участка подачи и усреднения боксита 12

2.3.2. Аппаратурно-технологическая схема мокрого размола боксита 12

2.3.3. Аппаратурно-технологическая схема выщелачивания 13

2.3.4. Аппаратурно-технологическая схема сгущения, промывки красных шламов, красной фильтрации алюминатных растворов и каустификации промводы 15

2.3.5. Аппаратурно – технологическая схема участка декомпозиции 16

2.3.6. Аппаратурно-технологическая схема участка кальцинации 17

2.3.7. Аппаратурно-технологическая схема участка выпарки 18

2.3.8. Аппаратурно-технологическая схема участка шламового поля 18

2.4. Основное оборудование отделения выпарки 19

2.4.1. Кипятильник (греющая камера) 19

2.4.2. Сепаратор 19

2.4.3. Самоиспаритель раствора 19

2.4.4. Контактный подогреватель 20

2.4.5. Конденсационный баллон 20

2.4.6. Барометрический конденсатор 20

2.4.7. Вакуумный узел 20

2.4.8. Насосное хозяйство 21

2.4.9. Запорная и регулирующая арматура 21

2.4.10. Характеристики выпарного аппарата 23

2.4.11. Промывка (химчистка) выпарных аппаратов разбавленной серной кислотой 23

2.4.12. Технологический режим (технологические нормы) 25

2.4.12.1. Входящие продукты: 25

2.4.12.2 Выходящие продукты: 25

2.5. Усовершенствование аппаратурно-технологической схемы передела выпарки 26

2.5.1. Обоснование необходимости усовершенствования аппаратурно-технологической схемы передела выпарки 26

2.5.2. Конструкция выпарного аппарата с содоотделением 27

2.6. Участок декомпозиции 27

2.6.1. Глинозем как материал для электролиза 28

2.7. Комплексная переработка бокситового сырья 29

2.7.1. Утилизация красных шламов 29

2.7.2. Технология получения галлия 31

2.7.2.1 Сырьевые источники галлия 32

2.7.2.2 Способы получения галлия 32

2.7.2.3 Выделение галлия электролизом на ртутном катоде 32

2.7.2.4 Цементация галлия на галламе алюминия 33

2.7.2.5 Получение чернового галлия на НГЗ сорбционным методом 34

2.7.2.6 Теоретические основы процесса обработки маточника декомпозиции известковым молоком 35

2.7.2.7 Основы процесса отстаивания пульпы трехкальциевого гидроалюмината 36

2.7.2.8 Теоретические основы процессов сорбции галлия на ионите, отмывки ионита и десорбции галлия 38

2.7.2.9 Подготовка галлиевого электролита и получение металлического галлия. 40

Основы процесса цементации галлия из щелочных растворов 40

3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 44

3.1. Материальный баланс производства глинозема из бокситов по способу Байера. 44

3.1.1. Расчет потерь. 44

3.1.2. Расчет состава и количества оборотного раствора. 47

3.1.3. Разбавление и уплотнение пульпы Промывка красного шлама. 48

3.1.4. Разложение алюминатного раствора (декомпозиция). 51

3.1.5. Сгущение пульпы гидроксида алюминия. 52

3.1.6. Промывка продукционного гидроксида алюминия и кальцинация. 54

3.1.7. Каустификация соды. 54

3.1.8. Выпарка и отделение соды 57

3.2. Тепловой баланс выпарки на НГЗ 59

3.2.1. Исходные данные (по действующему производству) 59

3.2.2. Основные обозначения и схема выпарки 60

3.2.3. Расчет теплового баланса выпарки на НГЗ. 61

4. СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ 73

5. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 74

5.1. Проектные решения по охране труда 74

5.1.1. Характеристика степени совершенства технологических процессов 74

5.1.2. Объемно-планировочные решения зданий и сооружений 74

5.1.3. Технические решения по производственной санитарии и санитарно-бытовых помещений 75

5.1.3.1. Отопление и вентиляция 75

5.1.3.2. Естественное освещение 78

5.1.3.3 Искусственное освещение 79

5.1.3.4 Санитарно-бытовые помещения 79

5.2. Анализ потенциально опасных и вредных факторов, а также разработка мер защиты 80

5.2.1. Анализ потенциально опасных и вредных производственных факторов производственной среды 80

5.2.2. Разработка мер защиты от выявленных потенциально опасных и вредных факторов 81

5.3. Разработка мер пожарной безопасности 81

5.4. Решения по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов. 82

5.4.1. Характеристики отходов производства, сточных вод и выбросов в атмосферу 82

6. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ 86

6.1. Система электроснабжения 86

6.1.1. Выбор рода тока и напряжения 86

6.1.2. Выбор электродвигателей по типу и мощности 88

6.1.3. Ведомость потребителей электроэнергии отделения выпарки 88

6.2. Расчет электрических нагрузок участка выпарки 89

7. ЭКОНОМИКА ПРОИЗВОДСТВА 94

7.1. Расчет капитальных затрат на строительство зданий и сооружений 94

7.2. Расчет стоимости основных фондов при реконструкции и расширении 95

7.3. Экономика производства цеха 96

7.3.1. Расчет затрат, связанных с эксплуатацией и содержанием оборудования, и цеховых расходов 96

7.3.2. Расчет товарной продукции и прибыли 97

7.4. Экономические показатели проекта 99

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 101

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 102

ПРИЛОЖЕНИЕ. 103

Введение

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время производство глинозема на НГЗ основывается на использовании высококачественных импортных бокситов, в основе переработки этих бокситов лежит метод Байера. Товарный выход глинозема достигает достаточно высоких значений (80-86 %).

Товарной продукцией николаевского завода является металлургический глинозем. Большая часть (около 90 %) глинозема направляется на алюминиевые заводы в качестве сырья для получения алюминия непосредственно электролизом.

Часть глинозема (около 5 %) отправляется малыми партиями на предприятия химической, огнеупорной и ряда других отраслей промышленности.

Качество получаемых различных сортов глинозема регламентировано стандартом (табл. 1), а кроме того, определяется крупностью и формой зерен, насыпной плотностью, растворимостью в криолит-глиноземном расплаве и другими важными характеристиками. ГОСТом ограничено содержание в глиноземе лишь основных вредных примесей, всегда присутствующих в нем вследствие специфики производства – являются Na2O, Fe2O3, SiO2.. Щелочь и влага, попадая в электролит алюминиевых ванн, взаимодействует с дорогостоящим и дефицитным AlF3 с образованием NaF и газообразного HF, отчего увеличивается расход фтористых солей. Железо и кремний как более электроположительные, чем алюминий, элементы переходят при электролизе криолито-глиноземных расплавов в катодный алюминий, загрязняя его.

В данной работе обосновывается актуальность расширения участка выпарки в связи с увеличением объема глиноземного производства и необходимостью совершенствования аппаратурно-технологической схемы передела выпарки, переход на другие, более совершенные аппараты, а также на другие, более совершенные схемы выпарки – с частичным содоотделением.

В связи с поставленной задачей, необходимо выполнить расчет теплового баланса действующего НГЗ. Дать сравнительную характеристику и выбрать наиболее выгодную аппаратурно-технологическую схему для реконструкции и подтвердить расчетами технико-экономических показателей глиноземного производства.

Таблица 1

Технические требования на глинозем (по нынешним стандартам)

Марка

Содержание примесей, массовая доля, %, не более

Потери при прокаливании, %, не более Содержание

?-Al2O3 , массовая доля, %, не более Область преимущественного применения

SiO2 Fe2O3 Na2O

Г – 00

Г – 0

Г – 1

Г – 2

Г – 3

Г – 4

ГЭБ

ГН – 1

ГН – 2

ГК

ГКК 0,02

0,03

0,05

0,08

0,01

0,20

0,08

0,10

0,10

0,15

0,05 0,03

0,05

0,05

0,03

0,05

0,08

0,02

0,04

0,04

0,06

0,04 0,40

0,50

0,50

0,50

0,50

0,60

0,30

0,10

0,20

0,30

0,40 0,80

1,00

0,90

0,90

0,90

1,10

0,40

0,20

0,20

0,20

1,50 30

25

30

30

30

25

70

95

93

85-95

25 Производство первичного алюминия и специальных видов керамики

Производство первичного алюминия электролитическим методом

Производство белого электрокорунда

Специальные виды электрокерамики

Производство электроизоляционных изделий

Катализаторы при производстве каучука

Список литературы

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Николаев И.В., Москвитин В.И., Фомин Б.А. Металлургия легких металлов, М.: Металлургия, 1997.

2. Самарянова Л. Б., Лайнер А. И. Технологические расчеты в производстве глинозема, М.: Металлургия, 1981

3. Глушков А. В., Козляков М. И. Учебное пособие по участку «Выпарка глиноземного производства», г. Николаев: Николаевский Глиноземный завод, 1991.

4. Еремин И. Н. Процессы и аппаратура глиноземного производства, М.: Металлургия, 1980.

5. Стрижко Л.С., Курылев В. В. Безопасность жизнедеятельности в металлургии.

6. Шульгин Н. В. Электротехника, электроника и электрооборудование, М.: МИСиС, 1988.

7. Коган Б. И. Редкие металлы. Состояние и перспективы, М., Наука, 1979.

8. Зеликман А. Н., Коршунов Б. Г. Металлургия редких металлов, М., Металлургия, 1991.

9. Водолазов А. И., Молчанова Т. В., Смирнов Д. И. Сорбционное извлечение галлия из щелочных растворов глиноземного производства. Журнал прикладной химии. Т. 68. Выпуск 2, М., ВНИИ химической технологии.

10. Абрамов В. Я., Стельмаков Г. Д., Николаев И. В. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья, М., Металлургия, 1985.

11. Кузнецов С. И., Деревянкин В. А. Физическая химия производства глинозема по способу Байера, М., Металлургия, 1994.

12. Казаков В. Г., Фитарман М. Я., Дворкин А. С. Совершенствование технологии и аппаратуры в процессе выпарки глиноземного производства, М., Цветметинформация, 1971.

13. Мазель В. А. Производство глинозема, М., Металлургия, 1978.

14. Медведев А. С. Расчеты гидрометаллургических аппаратов М., МИМиС, 1991.

15. Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектиро-вания СНИП 11-90-81, М., Госстрой СССР, 1982.

16. Вспомогательные здания и помещения промышленных предприятий. Нормы проектирования СНИП 11-92-76, М.: Госстрой СССР, 1977.

17. Справочник металлурга по цветным металлам. Производство глинозема М., Металлургия, 1970.

Примечания:

приложений нет