تحقیق سنگ بوكسیت

پیشگفتار:

بوكسیت سنگ معدن اقتصادی آلومینیوم نام خود را از «Baux Les» در جنوب فرانسه جایی كه برای اولین بار پیدا شد گرفته است. تركیب بوكسیت تقریبا به صورت دی هیدارت  ­((Al₂ O₃ . 2H₂ O) است ما در آن كانی 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) تشكیل شده است. بنابراین بوكسیت از مخلوط تری هیدرات و منوهیدرات آلومینیوم به همراه مقادیری ناخالصی مانند اكسید فریك، تیتانیا (به صورت رتیل یا ایلمینیت) و سایر كانی های مخصوص به مناطق معین تشكیل شده است.  ناخالصی تعیین كننده سیلیكا است كه در طوا فرآیند تركیب 3SiO₂ . Al₂ O₃ . Na ₂ O  تشكیل می دهد كه آلومینا را به همراه خود وارپسمانه كرده و یك منبع اصلی اتلات آلومینیوم به حساب می آید.

تركیب بوكسیت ثابت نیست و سسته به محل استخراج و اجزای صخرة اصلی كه از آن تشیكل شده است تغییر می كند.

Table 50

كلا محتوای آلومینا از 65 – 45 درصد، سیلیكا 12 –1 درصد، آهن 25 –2 (به صورت Fe₂ O₃) و آب متصل 36-14 درصد تغییر می كند. رنج اكسید تیتانیم در جهان تا 3 درصد است اما بوكسیت هند 12 درصد تیتانیم دارد، در اثر شرایط آب و هوایی، بوكسیت به صورت سطح رسوب كرده به ضخامت تا 100 فوت ایجاد می شود.

عموما سنگ معدن به فواصل دور از معدن در عملیات كارگاهی برای خشك كردن مقدماتی  برای حذف رطوبت آزاد به كار می رود.

پروسة باید:

بوكسیت توسط پروسة انحلال – تبلور مجدد به آلومینا تصفیه می شود. این پروسته از چهار مرحلة اصلی انحلال، خالص سازی، رسوب دهی و تكلیس تشیكل شده است. (شكل زیر). پروسة باید به دلیل آلومینیوم كانیهایی دارد كه در محلول سود غلیظ حل می شود در حالی كه بیشتر كانیها نمی توانند، موفق باشد. سنگ معدن بوكسیت به گسترة ابعادی مناسبی (معمولاً leey ازید 30 میلی تر) قبل از عملیات با سود، خرد می‌شود. زمانی كه باطله جدا شد، تبلور مجددتری هیدروكسید آلومینیوم خال₃ (OH) Al تولید می كند كه به Al₂ O₃ تكلیس می شود. (كلیسنه می شود.)

واحد عملیات:

انحلال: بوكسیت از آلومینیوم حاوی كانیهایی است كه مهمترین آنها گیپسیت، ₃(OH)Al  و بوهمیت، (Alo (OH یم باشد. نسبت این كانیها در بوكسیت دمای پروسته را تعیین می كند كه برای گیپسیت حدود 150⁰ C  و برای بوهمیت C 250⁰ می باشد. هر دوی این واكنش ها تحت فشار بالایی انجام می شود. (تا 240 كیلو پاسكال) گیپسیت در بوكسیت، «دارلینگ رنج» (استرالیای غربی) كانی اصلی‌ آلومینیوم است ومطابق واكنش 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 كاهش می یایند. (شكل 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 میلكرومتر) و ماسة ریز (زیر 150 میكرومتر) منشعب می شود كه اغلب به عنوان (گل سرخ) یا پسماند باید شناخته شوند. این ماسه ها شسته می شوند تا اینكه قبل از نشست حداكثر ممكن از سود بازیابی شود.

پسماندریز از دوغاب باردار توسط اضافه كردن پلیمر ماكرومولكومی محلول در آب (فلوكالنت) جدا می شوند تا  باطله انباشته شود. این پلیمر  با جذب  روی چند ذره باعث می شود كه ذرات معلق به شكل ساختارهای بزرگتر دربیایند كه منجر به ته نشین شد سریع می شوند. جامدات فلوكاله شده در تانك بزرگی موسوم تیكنر ته نشین می شوند تا رسوب چگال تشكیل شود.

سر ریز تیكنر 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