تحقیق سنگ بوکسیت
پیشگفتار:
بوکسیت سنگ معدن اقتصادی آلومینیوم نام خود را از «Baux Les» در جنوب فرانسه جایی که برای اولین بار پیدا شد گرفته است. ترکیب بوکسیت تقریبا به صورت دی هیدارت ((Al2 O3 . 2H2 O) است ما در آن کانی به این صورت وجود ندارد در نتیجه از مخلوط منوهیدرات به صورت دیاسپور (Al2 O3 . H2O) و بوهمیت(Al2 O3 . H2O) وتری هیدرات به صورت گپسیت (Al2O3 , 3 H2 O) تشکیل شده است. بنابراین بوکسیت از مخلوط تری هیدرات و منوهیدرات آلومینیوم به همراه مقادیری ناخالصی مانند اکسید فریک، تیتانیا (به صورت رتیل یا ایلمینیت) و سایر کانی های مخصوص به مناطق معین تشکیل شده است. ناخالصی تعیین کننده سیلیکا است که در طوا فرآیند ترکیب 3SiO2 . Al2 O3 . Na 2 O تشکیل می دهد که آلومینا را به همراه خود وارپسمانه کرده و یک منبع اصلی اتلات آلومینیوم به حساب می آید.
ترکیب بوکسیت ثابت نیست و سسته به محل استخراج و اجزای صخرة اصلی که از آن تشیکل شده است تغییر می کند.
کلا محتوای آلومینا از 65 – 45 درصد، سیلیکا 12 –1 درصد، آهن 25 –2 (به صورت Fe2 O3) و آب متصل 36-14 درصد تغییر می کند. رنج اکسید تیتانیم در جهان تا 3 درصد است اما بوکسیت هند 12 درصد تیتانیم دارد، در اثر شرایط آب و هوایی، بوکسیت به صورت سطح رسوب کرده به ضخامت تا 100 فوت ایجاد می شود.
عموما سنگ معدن به فواصل دور از معدن در عملیات کارگاهی برای خشک کردن مقدماتی برای حذف رطوبت آزاد به کار می رود.
پروسة باید:
بوکسیت توسط پروسة انحلال – تبلور مجدد به آلومینا تصفیه می شود. این پروسته از چهار مرحلة اصلی انحلال، خالص سازی، رسوب دهی و تکلیس تشیکل شده است. (شکل زیر). پروسة باید به دلیل آلومینیوم کانیهایی دارد که در محلول سود غلیظ حل می شود در حالی که بیشتر کانیها نمی توانند، موفق باشد. سنگ معدن بوکسیت به گسترة ابعادی مناسبی (معمولاً leey ازید 30 میلی تر) قبل از عملیات با سود، خرد می‌شود. زمانی که باطله جدا شد، تبلور مجددتری هیدروکسید آلومینیوم خال3 (OH) Al تولید می کند که به Al2 O3 تکلیس می شود. (کلیسنه می شود.)
واحد عملیات:
انحلال: بوکسیت از آلومینیوم حاوی کانیهایی است که مهمترین آنها گیپسیت، 3(OH)Al و بوهمیت، (Alo (OH یم باشد. نسبت این کانیها در بوکسیت دمای پروسته را تعیین می کند که برای گیپسیت حدود 1500 C و برای بوهمیت C 2500 می باشد. هر دوی این واکنش ها تحت فشار بالایی انجام می شود. (تا 240 کیلو پاسکال) گیپسیت در بوکسیت، «دارلینگ رنج» (استرالیای غربی) کانی اصلی آلومینیوم است ومطابق واکنش زیر حل می شود: →Na+ + Al (OH)4- ‑ Al(OH)3 + NaoH
محلول به دست آمده از فرایند انحلال توسط آلومینیوم اشباع شده است و به آن دوغاب باردار می گویند. بعد از انحلال دما و فشار در سری محفظه های تششعی، تا حدود C 0 100 و فشار اتمسفر کاهش می یایند. (شکل زیر)
خالص سازی : جامدات پسماند باید از دوغاب بارقبل از رسوب دهی جدا شوند. پسماندهای باطله توسط سیفون های ماسه ای بین بخش ماسه های درشت (بزرگتر از حدود 150 میلکرومتر) و ماسة ریز (زیر 150 میکرومتر) منشعب می شود که اغلب به عنوان (گل سرخ) یا پسماند باید شناخته شوند. این ماسه ها شسته می شوند تا اینکه قبل از نشست حداکثر ممکن از سود بازیابی شود.
پسماندریز از دوغاب باردار توسط اضافه کردن پلیمر ماکرومولکومی محلول در آب (فلوکالنت) جدا می شوند تا باطله انباشته شود. این پلیمر با جذب روی چند ذره باعث می شود که ذرات معلق به شکل ساختارهای بزرگتر دربیایند که منجر به ته نشین شد سریع می شوند. جامدات فلوکاله شده در تانک بزرگی موسوم تیکنر ته نشین می شوند تا رسوب چگال تشکیل شود.
سر ریز تیکنر از میان فیلتر عبور داده می شود تا هر جامدی از آن جدا شود و دوغاب باردار تا 800C قبل از مرحله رسوب دهی، سر می شود. جدایش جامدها و دوغاب باید