Алюминий өндірісіндегі еңбек гигиенасы

Алюминий өндіру түсті металлургияда негізгі орын алады.Металды алюминийді кеннен алу екі кезеңде жүреді Біріншісінде құрамында алюминийі бар кендерден гидрометаллургиялық жолмен глинозем алынады (А1О). Екіншісінде глиноземнан электролиттік жолмен алюминий алынып, оны шақпақтау (рафинирлейді ).

1. Глинозем өндірісі.

Технологиялық үдеріс.

Глинозем өндірісін шартты түрде 4 сатыға бөледі, технологиялық және өзіне тән ерекшеліктері бойынша:

ü көп кешенді шихтаны (кенді қорыту материадары) құрғақ дайындау, оны бөлшектеу және сулы ұнтақгау, пульпаны (қойырпақ) корректирлеу;

ü Байер әдісімен глиноземді алғаннан соң пульпаны сілтілеу;

ü шихтаны пісіру, пісіру арқылы алынған глиноземнің пісіндісін бөлшектеу және сілтілеу;

ü алюминат ерітінділерін гидрохимиялық жолмен қайта өңдеу;

ü қоюлану, фильтрацияны, кремнисіздендіруді, карбонизациялауды, сонымен қатар ерітінділерді буландыруды қатар жүргізу;

ü алюминий гидрооксидін глиноземге дейін кальциндендіру.

Глинозем өндірісінде шикізат ретінде кұрамында көп мөлшерде алюминий тотықтары бар (40-60%), таза түрде оңай алынатын формадағы түрлі алюминий кендері қолданылады. Маңызды алюминий кендеріне бокситтер, нефелиндер, алуниттер және каолиндер жатады. Глинозем өндірісінде кеңінен сілтілеу әдісі қолданылады. Кенді сілтілермен (натрий гидрототығы, натрий карбонаты) өңдеу барысында глинозем натрий алюминатымен байланысады, ол суда жақсы және оңай ериді. Натрий алюминатының ерітіндісін, негізінен темірдің, кремнийдің және титанның тотықтарынан және гидрототықтарынан тұратын, қызыл шлам деген тұнбадан бөледі. Жарықтандырылған натрий алюминаты ерітіндісі тұнбаға таза алюминий- гидрототығын бөлу арқылы түседі және фильтрленеді, ал сілтілі ерітінді қайта үдеріске жіберіледі. Құрамындағы суды жою мақсатымен алюминий гидрототығы жоғары температурада балқыггылады. Кеннің құрамындағы глиноземнің ерігіш натрий алюминатына айналуы сулы әдіспен (Байердің гидрохимиялық сызбасы), немесе құрғақ әдіспен (пісіру сызбасы) жүргізіледі. Глиноземді сулы сілтілеу әдісімен өңдеу бокситтерді дайындаудан басталады, оған щекті және конус тәрізді бөлшектерді құрғақ кезектестіріп бөлшектеу жатады. Одан әрі боксит шарды диірмендерде бөлшектенеді, оған бокситпен бірге бір мезетте құрамында көп мөлшерде бос қанықпаған сілтілері бар, концентрацияланған ыстық қайтымды алюминатты ерітінді түседі. Ыстық бокситті пульпа автоклавқа насос арқылы үрленеді, онда жоғары қысымда (13-28 атм.) және 195⁰ С температурада натрий алюминатын түзеді де ерітіндіге өтеді. Алюминат ерітіндісін шламнан бөлу пульпаны 90-100⁰С, баяу қозғалатын араластырғыштары бар жабық цилиндрлі резервуар тәрізді Дорр тұндырғыштарында тұндыру арқылы жүреді.

Тұндырылған қызыл шлам арнайы жуғыштарда жуылады және гидравликалық жолмен үйіндіге (отвал) жіберіледі.

Алюминатты ерітінді сүзгіш-престерде өлшенген бөлшектерге дейін сүзіледі, температурасы 60-62⁰ С жылу алмастырғыштарда суытылады да үнемі немесе периодты әсерлі декомпозерлерде ыдырауға түседі. Декомпозерлер - механикалық немесе ауалы араластырғыштары бар жабық цилиндрлі резервуар. Үнемі айналдыру кезінде олар сумен немесе ауамен суытылады, сериясы 9-10 каскадты орналасқан аппараттармен, сифондармен байланысады.

Алюминий тотығының гидраты аналық ерітіндіден бөлінеді, жуылады, вакуум-сүзгіштерде сығылады және кальцилеуге бөліміне сусыздануға түседі. Алюминий гидрототығының сусыздануы жоғары температурада (300-600-тан 1400⁰ С дейін) арнайы түтікше тәрізді қозғалмалы, мазутпен немесе генераторлы газбен жылытылатын пештерде пісіру арқылы жүреді. Пісірілген ұнтақ тәрізді глинозем қозғалмалы тоңазытқыштарда суытылып, пневмокөлік жүйесімен электролиздік цех бункеріне немесе глинозем қоймаларына жіберіледі.

Пештегі газдар сорып алынып, құрамындағы көп мөлшердегі шаңдардан екі сатылы тазартудан өтеді (шаңды камералар, электрофильтрлер). Шаңды камерадағы және электрофильтрдегі шаң қайта пневмокөлік жүйесімен өндіріске жіберіледі. Бокситті сілтілеу үшін аналык, сілтілі ерітіндіні қайта қолдану үшін, оны вакуум-буландырғыш аппараттарда булайды. Ерітіндінің айналымы кезінде ащы сілтілер карбонатты содаға айналады. Соданы бөлуде концентрленген ерітіндіні булаудан соң елікті (гребковый) механизмі бар, жабық, қоюлатқыш болып табылатын тұндырғыштарға жіберіледі. Тығыздалған содалы пульпа сүзгіштерде сығылып, ащы сілтінің регенерациясына жіберіледі. Осы мақсатта соданы каустика жасайды, суда ерітіп, 90-90⁰С температурада, механикалық араластырғышпен жабдықталған бактарда температурасы 90-95°С әкті ерітіндімен өңдейді. Химиялық реакцияның нәтижесінде ащы натрдың ерітіндісі түзіледі, ол буланудан соң өндіріске қайта түседі.

Пісіру әдісін қолданатын глинозем өндірісінде бокситті ірі және орташа бөлшектеуден соң әкпен және содамен араластырады, жұқалап майдалайды, 1200-1300⁰ С температурада, қозғалмалы түтікшелі пештерде пісіреді. Бокситтің құрамындағы алюминий тотығы натрий-алюминатына өтеді. Пісінді бөлшектеуге ұшырап, араластырғышы бар бактерде немесе қоюлатқыш сүзгіштерде, немесе цилиндрлі резервуар-диффузорда сумен немесе содалы ерітіндімен сілтілендіріледі. Пісіндіні сілтілеу кезінде натрий-алюминаты ерітіндіге өтеді, ал қоспалардың басты бөлігі қатты тұнбаға (оны қызыл шлам деп атайды) түседі. Оны жуып гидравликалық жолмен үйіндіғе жібереді.

Концентрленген натрий-алюминаты ерітіндісі кремнисізденуге қосымша әкті қосу арқылы автоклавтарда ысытылады, нәтижесінде кремнезем ерімейтін кальций силикатына айналады. Кальций силикаты әктің қалдықтарымен шлам (сүзгіден кейінгі ұнтақ) түзеді, оны алюминат ерітіндісін қоюландыру және сүзгіш-престерде сүзгенде бөліп алады.

Жарықталған ерітінді карбонизация әдісімен ыдыратылады, яғни көмір қышқылы бар отын газдар ерітіндісінен өткізу арқылы. Бұл кезде алюминий тотығының гидраты бөлінеді, ал бос сілті байланысып сода түзеді. Карбондау температурасы 70-75⁰ С араластырғышы бар темір бактарда жүреді. Алюминий тотығы сода ерітіндісінен әуелі Доррдың қоюлатқышында сосын вакуум-сүзгіштерде бөлініп, кальциналуға ұшырайды.

Глинозем өндірісінің сулы сілтілеу әдісінде түрлі маман-жұмысшылар қызмет етеді. Кенді өңдеуге дайындау кезіндегі негізгі мамандар: машинистер, бөлшектегіштер, кен тиеушілер, грейферлі кран машинистері, насосшылар, тасымалдаушылар, майдалағыштар.

Өзіндік гидрохимиялық реакция кезінде: автоклавшылар, сүзгіштер, декомпозерлар, булағыштар, содалы тораптың аппаратшылары атқарады.