2.4. Chế độ hoà tách
Chế độ hoà tách quặng tinh bauxit Bảo Lộc ở điều kiện áp suất khí quyển như sau:
Lượng nạp dung dịch luân lưu là 2,5lít với nồng độ [g/l]:198,1Na2Oc; 107,0 Al2O3 và αc = 3,04
Lượng nạp bauxit: 397,8 g (ứng với nồng độ chất rắn là 159,1 g/l dung dịch luân lưu).
Nhiệt độ hoà tách 107°C
Thời gian hoà tách : 60 phút
Tốc độ khuấy : 80 v/ph
Kết thúc quá trình hoà tách, tiến hành lắng lọc huyền phù để lấy mẫu cho phân tích dung dịch natrialuminat và bùn đỏ. Nhằm tăng tốc độ lắng của bùn đỏ, huyền phù hoà tách được pha loãng bằng nước cất với hệ số 1,4 đồng thời duy trì ở nhiệt độ 95°C tương đương với nhiệt độ tiền khử silíc. Ngoài ra , còn sử dụng bột mì làm chất kết tụ các hạt mịn và rất mịn (từ 1÷10μm) thành những tập hợp hạt lớn dễ lắng hơn. Lượng bột mì sử dụng theo tỷ lệ 3g/1kg bùn khô.
Quá trình lắng kéo dài trong thời gian 120 phút. Tốc độ lắng bùn đỏ trong ống lắng ≈ 0,15 m/h. Dung dịch lắng sau đó được lọc kiểm tra bằng máy lọc chân không. Toàn bộ thời gian lắng, lọc là 140 phút.
3. Kết quả và thảo luận
Từ kết quả phân tích dung dịch natrialuminat và bùn đỏ tiến hành tính toán tỷ số costic αctt và hiệu suất hoà tách thực tế ηtt . Hiệu suất hoà tách thực tế được xác định theo công thức:
Trong đó Al2O3bx , Al2O3bd là hàm lượng Al2O3 trong bauxit và trong bùn đỏ.
Kết quả phân tích và tính toán αctt , ηtt của 4 lần thí nghiệm lặp lại được trình bầy trong bảng 1.
| Lần TN | Thành phần dung dịch sau hoà tách [g/l] |
αctt | Thành phần bùn đỏ [%] |
Hiệu suất ηtt [%] |
||
| Al2O3 | Na2Oc | Al2O3 | Fe2O3 | |||
| 1 | 163,85 | 186,82 | 1,87 | 10,07 | 53,56 | 89,98 |
| 2 | 163,95 | 186,72 | 1,87 | 10,17 | 54,66 | 90,08 |
| 3 | 163,87 | 186,57 | 1,87 | 10,09 | 54,57 | 90,14 |
| 4 | 163,80 | 187,04 | 1,88 | 10,15 | 54,61 | 90,09 |
| TB | 163,86 | 186,78 | 1,87 | 10,12 | 54,35 | 90,07 |
Bảng 1. Kết quả phân tích dung dịch, bùn đỏ và tính toán αctt , ηtt
Các số liệu từ bảng 1 cho thấy, sau 60 phút ở chế độ hoà tách chọn trước thu được dung dịch natrialuminat có thành phần [g/l]: 163,86 Al2O3; 186,78 Na2Oc; αctt ≈ 1,87 và bùn đỏ [%]: 10,12 Al2O3; 54,35 Fe2O3.
Như đã trình bầy, tại nhiệt độ 107°C chỉ có nhôm ôxit từ gipxit hoà tan, còn ở các dạng khác thì không phản ứng với kiềm và bị loại cùng với bùn đỏ. Tuy thế, hiệu suất hoà tách thực tế vẫn đạt giá trị 90%. Như vậy, nếu quặng tinh bauxit Bảo Lộc được hoà tách ở chế độ tối ưu thì hiệu suất hoà tách gipxit thực tế có thể đạt xấp xỉ hiệu suất hoà tách lý thuyết. Điều này khảng định khả năng ứng dụng hiệu quả công nghệ Bayer châu Mỹ cho sản xuất alumin từ bauxit Bảo Lộc.
Nếu so sánh với kết quả hoà tách ở điều kiện áp suất thấp [1] và xét từ phương diện động học dễ dàng nhận thấy rằng, ảnh hưởng của dung môi có nồng độ kiềm cao (Na2Oc = 198,1g/l) tới hiệu suất hoà tách tương đương như nhiệt độ 140°C. Đây là thực tế rất có ý nghĩa về phương diện khoa học khi xem xét vai trò của nhiệt độ và nồng độ trong quá trình hoà tách bauxit theo công nghệ Bayer châu Mỹ.
Tốc độ lắng bùn đỏ sau hoà tách ở nhiệt độ 107°C chỉ khoảng hơn một nửa so với tốc độ lắng bùn đỏ ở nhiệt độ hoà tách 140°C. Nguyên nhân của hạn chế này là do sử dụng dung dịch luân lưu có nồng độ kiềm cao, nên độ nhớt của huyền phù lớn, gây khó khăn cho quá trình lắng bùn đỏ. Một trong những biện pháp khắc phục tình trạng này là dùng các chất trợ lắng tổng hợp hiệu năng cao.
4. Kết luận
Từ kết quả thực nghiệm hoà tách ở chế độ chọn trước, có thể rút ra một số nhận xét sau đây:
– Quặng tinh bauxit gipxit Bảo lộc rất dễ hoà tách ngay ở nhiệt độ thấp 107°C.
– Hạn chế của quá trình hoà tách ở nhiệt độ này đối với khâu xử lý tiếp theo là tốc độ lắng bùn đỏ rất chậm.
– Nhiệt độ hoà tách 107°C cũng là một phương án cần được xem xét khi sử dụng công nghệ Bayer châu Mỹ để sản xuất alumin từ bauxit Bảo Lộc.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- Trương Ngọc Thận, Vũ Chất Phác, Hoà tách quặng tinh bauxit Bảo Lộc ở điều kiện áp suất thấp, Tạp chí Khoa học & công nghệ, số 55/2006
- UNIDO, Group training in production of alumina, Vol 6, Budapest, 1979
- Lainer, Sản xuất alumin (Tiếng Việt), NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà nội, 1980
[/symple_box][symple_clear_floats]
