Timföldgyártás

Tartalom

Bevezető 3
Előszó 4
I. FEJEZET
Az alumínium tulajdonságai és felhasználási területe
1. §. Az alumínium és ötvözetei 5
2. §. Az alumínium és ötvözeteinek felhasználása 5
3. §. Az alumíniumkohászat és timföldgyártás fejlődésének története a Szovjetunióban 6
II. FEJEZET
Az alumínium ércei
1. §. Alumíniumtartalmú ásványok 8
2. §. A bauxitok és keletkezésük 9
3. §. A Szovjetunió bauxitjai 9
4. §. Bauxit-szabványok 12
5. §. Külföldi bauxitelőfordulások 13
6. §. Nefelin, alunit, leucit, szericit, agyag, kőszénhamu 14
7. §. Különböző nyersanyagok összehasonlító kiértékelése 15
III. FEJEZET
Az alumínium vegyületei és kísérő elemei
1. §. A vízmentes és víztartalmú alumíniumoxid tulajdonságai 17
2. §. Nátrium-, kálium-, kalciumaluminátok, aluminátlúgok 19
3. §. Az aluminátlúgok természete 20
4. §. A Na2O- Al2O3 - H2O-rendszer 22
5. §. Az aluminátlúgok állandósága 24
6. §. Nátriumszilikát és nátriumalumíniumszilikát 26
7. §. Dikalciumszilikát 28
8. §. Nátriumferrit 28
IV. FEJEZET
A timföldgyártási eljárások általános jellemzése
1. §. Az elektrolitikus alumíniumkohászat és a timföld minőségi követelményei 29
2. §. Főbb timföldgyártási eljárások 30
V. FEJEZET
A nyersanyag előkészítése
I. Kemény anyagok aprítása 32
1. §. A művedet meghatározása 32
2. §. Az aprítás alapvető elmélete 32
3. §. Pofástörő 33
4. §. Kúpostörők 36
5. §. Hengerestörők 38
6. §. Kalapácsos törők 40
7. §. A golyósmalmok működésének elméleti alapjai (különféle malomtípusok) 43
8. §. Szárazon őrlő golyósmalmok: légszérek, zsákosszűrők 46
9. §. Szárazon őrlő golyósmalmok az anyag egyidejű kiszárításával 47
10. §. Nedvesen őrlő golyósmalmok; osztályozók 49
11. §. Rudas őrlőmalmok 51
12. §. Többkamrás, esőalakú őrlőmalmok 51
13. §. Az aprít ó-őrlő gépcsoportok kezelése 53
II. Az anyagok bemérése és összekeverése 54
1. §. A bemérési és összekeverési műveletek rendeltetése 54
2. §. Készülékek folyékony és szilárd anyagok térfogatos bemérésére 54
3. §. Súlyszerinti bemérőkészülékek 58
4. §. Keverők 58
III. A nyersanyagok szárítása 59
IV. Nyersanyag előkészítő berendezések 60
1. §. Nyersanyagraktár és aprítóberendezések 60
2. §. Az elegy őrlése, adagolása és keverése a száraz előkészítésnél 64
3. §. Bemérés, őrlés és keverés a nedves előkészítésnél 65
VI. FEJEZET
Bayer-eljárás
I. A Bayer-eljárás általános jellemzői 68
1. §. Az eljárás története 68
2. §. Az eljárás általános műszaki leírása 68
3. §. A Bayer-eljárás a Na2O - Al2O3 - H2O-rendszer egyensúlya szempontjából 71
4. §. A kilúgozás és kikeverés folyamatának sebessége az Na2O - Al2O3 - H2O-rendszer egyensúlya szempontjából; az aluminátlúg alumíniumoxiddal való telítettségének vagy telítetlenségének szerepe 74
5. §. A titán- és szilícium vegyületek szerepe a Bayer-eljárásban; timföldtermelés és fajlagos lúgfogyasztás 75
6. §. A vas vegyületek, valamint az ,,egyéb" kisebb szennyeződések (pl. vanádium stb.) szerepe a Bayer-eljárásban 76
7. §. A karbonátos vegyületek szerepe; ezek dekausztifikáló hatása 77
8. §. A szerves vegyületek szerepe 77
9. §. A szennyeződések dúsulása és a körfolyamatból való eltávolítása 78
10. §. A Bayer-eljárás műszaki-gazdasági mutatószámai; a timföldkitermelés, fajlagos lúgfogyasztás, körfolyamat hatásfoka 80
II. Nyersanyag előkészítése a Bayer-eljárás részére 82
III. A bauxit kilúgozásának vegyi-technológiai alapjai a Bayer-eljárásban 83
1. §. A bauxit kilúgozása Bayer-eljárás szerint, a lúg telítése, az oldási sebesség fogalma 83
2. §. A bauxit kilúgozásának számítása 84
3. §. Az aluminátlúg minimális (egyensúlyi) és optimális (gyakorlati) molviszonyának fogalma 85
4. §. A kilúgozás sebességére és tökéletességére ható tényezők 87
5. §. A bauxitok feltárhat ósága ; a feltárhat óságra ható tényezők 89
6. §. Az őrlési finomság és előzetes pörkölés szerepe a bauxit kilúgozásánál 90
7. §. A mész szerepe a bauxit feltárásánál 91
8. §. A kovasav viselkedése a bauxit kilúgozásánál 92
9. §. A bauxitok feltárhatósági jellemzőinek megállapítása 93
10. §: Különböző származású bauxitok kilúgozási példái 94
IV. A Bayer-eljárás szerinti kilúgozás és az autoklávzagy hígítási művelete, valamint a berendezések felépítése 94
1. §. A bauxit autoklávban történő főzése és az autoklávzagy hígítási műveletének elvi berendezése 94
2. §. Az autoklávok működési elve 96
3. §. Az autoklávok szerkezete : az autokláv felfűtésére szükséges gőzmennyiség kiszámítása 97
4. §. Az autoklávzagy kiürítése és lehűtése ; a gőzelválasztó (elgőzölögtető) szerkezete 101
5. §. Az autokláv-művelet hőegyensúlyi számítása 102
6. §. Autoklávberendezés a folyamatos kilúgozáshoz ; külső előmelegítők szerkezete és számítása 104
7. §, Gőzfogyasztás az autoklávos kilúgozásnál és lehetőségek a gőzfogyasztás csökkentésére 105
8. §. Az autoklávberendezés termelőképessége 106
9. §. A bauxit kilúgozási műveletének ellenőrzése 107
V. Az aluminátlúg elválasztása a vörösiszaptól 109
1. §. A művelet rendeltetése és a megfelelő készülékek kialakítása 109
2. §. Az ülepítők szerkezete 110
3. §. Ülepítő centrifugák 114
4. §. Ellenáramú iszapkimosás az ülepítőrendszerben 115
5. §. Többkamrás ülepítők 116
6. §. Az ülepítők kezelése ; üzemzavarok azok működésében 116
7. §. Keretes szűrősajtók 118
8. §. Nyomással működő lemezes szűrők 120
VI. Az aluminátlúg kikeverésénél lejátszódó folyamat vegyi-technológiai alapjai 121
1. §. Az aluminátlúg elbontási műveletének jelentősége a Bayer-eljárásban ; a timföldhidráttal és az anyalúggal szemben, támasztott követelmények 121
2. §. A kikeverési eljárás elvi alapjai és az oltóanyag szerepe 121
3. §. Az aluminátlúg kikeverése a Na2O - Al2O3 - H2O-rendszer egyensúlyi állapota szerint. Az elméleti és a gyakorlati timföldkitermelés fogalma 122
4. §. Az aluminátlúg bomlási sebességére és a timföldhidrát szemcsenagyságára hatással lévő tényezők 124
5. §. A timföldhidrát tisztasága 129
VII. Az aluminátlúgok kikeverési folyamatánál alkalmazott készülékek műszaki megoldása 130
1. §. A kikeverési eljárás készülék-elrendezésének elvi vázlata 130
2. §. A folyamatos és szakaszos kikeverés sajátosságai 131
3. §. Az aluminátlúg kikeverésére használt berendezések szerkezete 132
4. §. A timföldhidrát osztályozása 133
5. §. A timföldhidrát ülepítése és kimosása 134
6. §. A termelés ellenőrzésé a kikeverési folyamatban 134
VIII. A timföldhidrát szűrése ; a szívószűrők működése és szerkezeté 135
1. §. A szívószűrők (vákumszűrők) működési elve és a berendezés vázlata 135
2. Szakaszos üzemű szívószűrők (nucs-szűrők) 137
3. §. Szívó dobszűrők külső szűrőfelülettel 137
4. §. Szívó dobszűrők belső)szűrőfelülettel 140
5. §. Szalagos szívószűrők 141
6. §. A vákumszivattyú szerkezete 142
7. §. A szűrők teljesítőképessége 143
IX. Az anyalúg bepárlása és a szóda kausztifikálása 145
1. §. A művelet rendeltetése ; a víz, szóda és szerves vegyületek anyagkörforgalmának mérlege 145
2. §% A szóda és a szerves anyag viselkedése az anyalúg bepárlásánál 146
3. §. A csökkentett nyomáson való bepárlás elvi alapjai; a gőz többszörös kihasználása 147
4. §. A bepárlókészülékek szerkezete 150
5. §. A szóda leválasztása a visszatérő sűrű aluminátlúgból és a szóda kausztifikálása 152
X. A timföldhidrát izzítása 153
1. §. A timföldhidrát viselkedése hevítés közben ; az izzítás legkedvezőbb hőmérséklete 153
2. §. Az izzítási folyamat készülékeinek műszaki vázlata 153
3. §. A forgó dobkemencék szerkezete 155
4. §. Az izzítókemencék adagoló berendezésének szerkezete 158
5. §. Az izzítókemencék tüzelő részeinek szerkezete 159
6. §. A füstgázok elszívása 160
7. §. A kiizzított timföld szállítása levegőárammal 161
8. §. A timföldizzító-kemence füstgázának portalanítása 162
XI. A szódás-meszes bauxitfeltárási eljárás 168
1. §. A szódás-meszes eljárás a Na2O - CaO - Al2O3 - CO2 - H2O-rendszer egyensúlyi állapotának megvilágításában 168
2. §. Az üzemmenet sajátosságai a szódás-meszes bauxitfeltárás alkalmazásánál 170
3. §. A bauxit szódás-meszes feltárásának alkalmazási területe 171
VII. FEJEZET
A pörkölő (zsugorító) eljárás
I. A pörkölő eljárás általános jellemzése 172
1. §. Az eljárás elvi alapjai és fejlődésének története 172
2. §. A bauxitfeltárás száraz pörkölő eljárásának általános elve 173
3. §. A nefelin nyersanyagok feldolgozásának általános vázlata 177
4. §. A bauxit feldolgozás nedves pörkölő eljárásának általános vázlata 178
5. §. A száraz és nedves pörkölő eljárás összehasonlító értékelése 179
II. A szódával és mészkővel végzett bauxitfeltárás vegyi folyamatai 180
1. §. Az elegy alkatrészeinek viselkedése felhevítés közben 180
2. §. Szilárd halmazállapotban végbemenő folyamatok és a pörk kristályosodása az elegy pörkölésekor (olvasztásakor 181
3. §. A szilárd halmazállapotban végbemenő kölcsönhatások lefolyása 182
4. §. A kristályosodás folyamata 186
5. §. A porózus pörk klinker - és az olvadék keletkezési folyamata 187
6. §. A mészkőmentes elegy alkotói között fellépő vegyi kölcsönhatások 188
7. §. Mészkőmentes szóda-bauxit elegy 194
8. §. Vegyi kölcsönhatások a mészkövet tartalmazó elegyekben 195
9. §. Az egyenérték szerint telített szóda-mész-bauxitelegyek ; a folyamatok sorrendje a pörkölés alatt 196
10. §. Csökkentett szódatartalmú mész-szóda-bauxitelegyek (telítetlen elegy) 198
11. §. A pörk minőségére ható tényezők 199
12. §. Különböző pörkölési elegyek összehasonlítása 202
III. A nefelines elegyek pörkölési műveletének vegyi alapjai 202
IV. A pörkölési művelet berendezései 204
1. §. A pörkölő forgókemencék szerkezeti sajátságai 204
2. §. Az elegy beadagolása a forgókemencébe ; a zagyvezető szerkezete és a kemence szárító szakaszában elhelyezett kaparószerkezet 204
3. §. A kemence tüzelőberendezése ; a szénporégő szerkezete 205
4. §. A füstgázok portalanítása ; a nedvesmosók és villamos szűrők szerkezete 206
5. §. A pörkölőkemence hőmérséklet megoszlása 206
V. A pörkölő forgókemence hőmérlege 207
1. §. A forgókemence hőmérlegösszeállításának célja 207
2. §. Hőközlés és hőelvezetés főbb feltételei: pörkölés a forgókemencében ; az elméleti hőfogyasztás fogalma a pörkölésnél 208
3. §. Az elegy bomlásánál keletkező illóanyagok mennyiségének kiszámítása ; az elegy pörkölésénél végbement vegyi folyamatok mennyiségi számítása 209
4. §. A tüzelőanyag elégetésekor keletkező füstgázok mennyiségének
és összetételének számítása 210
5. §. A pörkölő forgókemencék hőmérlege és összeállításának módszertana 211
6. §. A pörkölő forgókemence hőmérlegének kiszámítása 213
VI. A pörkölő forgókemencék kezelése 215
1. §. A kemence üzembehelyezése és leállítása 245
2. §. Az elegy pörkölési műveletének irányítása és a termelés ellenőrzése 217
3. §. Meghibásodások és üzemzavarok a pörkölőkemencék üzemében; ezek megelőzése és elhárítása 219
4. §. Az üzemanyagfogyasztásra és a pörkölőkemence teljesítőképességére ható tényezők 222
VII. Elegypörkölő berendezések jellemző megoldásai 223
1. §. A szárazelegy pörkölése (zsugorítása) 223
2. §. A nedveselegy pörkölése 224
3. §. Az anyagtovábbítás jellegzetes példái a száraz-, illetve nedveselegy pörkölésénél 224
VIII. A pörk aprítása és őrlése 226
IX. A pörklúgozás műveletének vegyi-technológiai alapjai 227
1. §. A pörk alkotórészeinek viselkedése a kilúgozásnál 227
2. §. A kovasav megjelenése az aluminátlúgban 231
3. §. A pörkben együttesen előforduló dikalciumszilikát és nátriumaluminát viselkedése 231
4. §. A pörk kilúgozása közben a fő- és mellékfolyamatokra ható tényezők 232
5. §. A kilúgozás legkedvezőbb feltételei 233
X. A pörk kilúgozása és ennek gépi megoldása 233
1. §. Finomra őrölt pörk kilúgozása 233
2. §. A pörk kilúgozása nedvesőrléssel egyidejűleg 236
3. §. A lúg elválasztása az iszaptól a finomra őrölt pörk kilúgozása után 236
4. §. A pörk kilúgozása ellenáramú eljárással; a kilúgozókészülék szerkezete és kezelése 236
5. §. A pörk-kilúgozó eljárások összehasonlító méltatása 241
XI. Az aluminátlúg kovasavmentesítésének művelete 242
1. §. A kovasavtalanítás lényege 242
2. §. Aluminátlúg kovasavmentesítése adalékok nélkül 243
3. §. Kovasavmentesítés adalék jelenlétében 244
4. §. Kovasavmentesítés légköri nyomáson és autoklávban 245
5. §. A szilikátiszap eltávolítása a lúgból 246
XII. A pörk kilúgozásának és az aluminátlúg kovasavmentesítésének berendezései 246
1. §. Finomra őrölt pörk kilúgozása 246
2. §. A darabos pörk kilúgozása 248
3. §. Aluminátlúg kovasavmentesítése autoklávban 250
4. §. Az anyagforgalom jellegzetes példái a pörkök feldolgozásánál 251
XIII. Az aluminátlúg megbontása szénsavazássál 252
1. §. A szénsavazás lényege 252
2. §. A szénsavazás termékeinek minőségére ható tényezők 254
3. §. A timföldgyártásban használt szénsavazási eljárás 256
4. §. A szénsavazók szerkezete és kiszolgálásuk 257
5. §. A szénsavazók szénsavszükségletének fedezése ; gázturbófúvók szerkezete 259
6. §. A timföldhidrát elválasztása a lúgtól és annak kimosása 260
7. §. A szénsavazás műveletének hőmérlege 260
8. §. A szénsavazás gőz fogyasztása és vízmérlege 260
9. §. Aluminátlúg szénsavazására használt berendezések 262
XIV. Szóda visszanyerése az anyalúgból 264
XV. A szóda helyettesítése a pörkölő eljárásban nátriumszulfáttal 265
VIII. FEJEZET
A pörköléssel kapcsolt Bayer-eljárás
I. Párhuzamos változat 267
1. §. A párhuzamos változat lényege és alkalmazási területe 267
2. §. Az összevont eljárás párhuzamos változatának módozati és üzemviteli sajátosságai a Bayer- és pörkölőeljárásban 269
3. §. Számítások az összevont eljárás párhuzamos változatáriak főbb műszaki és gazdasági mutatóival és a módozatok összefüggésével kapcsolatban 269
II. Soros változat 271
1. §.. A változat lényege, alkalmazási területe és üzemviteli sajátosságai 271
2. §. Számítások az összevont eljárás soros változatának főbb műszaki és gazdasági mutatóival és a módozatok összefüggésével kapcsolatban 273
IX. FEJEZET
Timföldgyártás alunitból lúgos eljárással
1. §. Alunit, mint a timföldgyártás nyersanyaga 275
2. §. A lúgos eljárás 275
3. §. Ammóniás-lúgos eljárás 276
X. FEJEZET
Tiniföldkinyerés kaolinból és egyéb alumíniumszilikátokból, meszes pörköléssel
1. §. Az eljárás lényege és története 281
2. §. A CaO - Al2O3 és SiO3 háromalkotós állapotábra és ennek jelentősége az eljárás alkalmazásában 282
3. §. Az eljárás alapvető vegyi és műszaki jellemzői 291
4. §. A nedves vegyi feldolgozás ; a kettős szódás kilúgozás jelentősege 295
5. §. Az eljárás üzemi berendezésének felépítése 297
XI. FEJEZET
Kuznyecov-Zsukovszkij elektrotermikus eljárása
1. §. Az eljárás lényege és története 299
2. §. Az eljárás berendezési és műszaki vázlata, valamint az anyag körfolyamata 299
XII. FEJEZET
Savas timföldgyártási eljárások
1. §. A savas eljárások jelentősége és ipari alkalmazásuk kilátásai 303
2. §. A savas eljárás főbb műveletei 304
3. §. A.savas timföldgyártási eljárások főbb műveletei 304
XIII. FEJEZET
A gyártás műszaki ellenőrző módszerének általános összefoglalása
1. §. A műszaki ellenőrzés feladata 308
2. §. A helyes mintavétel jelentősége ; az egyes és átlagminták 308
3. §. Az anyag szemcsefinomságának ellenőrzése 309
4. §. A hőmérséklet mérése 310
5. §. A fajsúly mérése és a folyékony anyagok sűrűsége 310
6. §. A zagyok Sz : F arányának mérése 311
7. §. A nyomás mérése; manómét erek és huzatmérők 311
8. §. Az anyag térfogat- és súlymennyiségének mérése ; a gázok sebességének mérése 313
9. §. Gázelemzés 315
10. §. Vegyvizsgálatok és fizikokémiai ellenőrzési módszerek 316
XIV. FEJEZET
Balesetelhárítás a timföldgyárban
1. §. Általában 318
2. §. A munkavédelem törvényes szabályozása és felügyeletének szervezete a Szovjetunióban 318
3. §. Az üzemi igazgatás feladata a munkavédelemben 319
4. §. A vállalatok balesetvédelmének általános szabályai 320
5. §. Balesetelhárítás egyes üzemrészekben 321
XV. FEJEZET
A gyártás megszervezése
1. §. A gyártás megszervezésének feladatai 323
2. §. A gyártásvezetés szervezete a timföldüzemekben 323
3. §. A timföldipari termelés üzemegységen belüli szervezési rendszere ; az üzemegységek közötti kapcsolat 324
4. §. Műszaki norma megállapítása 325
5. §. A gyártás tervezése 327
6. §. Műszaki termelési jelentések 328
7. §. A műszaki ellenőrzés szervezete 329
8. §. Javítási szolgálat szervezete 331
9. §. A fizetési rendszer megszervezése a timföldgyárakban 331
10. §. A sztahanovista és újító munka 333
11. §. A gyártási folyamatok automatizálása 334
12. §. A gyártás önköltsége és gazdaságossága 335
XVI. FEJEZET
Bevezetés a szigorlati dolgozat és a tanfolyami tervezésbe
A hallgatók tervezési feladatai, azok terjedelme és tartalma 339
1. §. A tanfolyami és szigorlati tervezés célja 339
2. §. A tanfolyami tervek tartalma 340
3. §. A szigorlati tervek tartalma 340
4. §. A gyártási eredmények és a szigorlat előtti gyakorlatok felhasználása a tanulmányi tervezések rendszerében 341
II. Alapvető módszertani utalások 342
1. §. A munka rendszere a tervezés alatt 342
2. §. A termelési módszer megválasztása 342
3. §. Az üzem teljesítőképességének és elhelyezésének indokolása 343
4. §. Az eljárás anyagmérlegének számítása 344
5. §. Hőtechnikai számítások 346
6. §. Az üzem főbb berendezési egységeinek megválasztása és annak indokolása 346
7. §. A segédberendezések kiválasztásának indokolása 347
8. §. A beállítandó berendezések számának és méretének indokolása ; a berendezések teljesítményének számítása 348
9. §. A gyártás ellenőrzése 349
10. §. A berendezés elhelyezése ; a terv építészeti része 349
11. §. A termelési önköltség és a beruházási költségek számítása 350
III. A timföldgyártás anyagmérlegének számítási módszere 351
1. §. A Bayer-eljárás 351
2. §. A pörkölő eljárás 362
Melléklet. Tervezési adattár 370
1. §. A szabványos berendezések jellemzői: a berendezések teljesítményeinek számítása 370
2. §. Képződési hők 376
3. §. Egyes vegyületek, anyagok és oldatok fajhői 379
4. §. Egyes oldatok forrási hőmérséklete és gőznyomása 381
5. §. Az oldatok fajsúlya 382
6. §. Egyes vegyületek oldhatósága 382
7. §. A tüzelőanyag égéshőjének kiszámításához szükséges tájékoztató adatok 384
8. §. Hő veszteségek a berendezések falain 386
9. §. Nyomás alatt működő hengeres acéltartályok műszaki adatainak számítása 386
10. §. Telített vízgőz táblázata 387

Témakörök