Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

АННОТАЦИЯ

Настоящий дипломный проект рассматривает вопрос деком-позиции (разложения) алюминатных растворов в условиях ОАО «Алюминий Казахстана». На основании данных практики и лите-ратурных источников выбраны режимные параметры. Определены оптимальные условия процесса декомпозиции.

СОДЕРЖАНИЕ

• В В Е Д Е Н И Е
• 1. ОБЩАЯ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
• 1.1 Краткая характеристика предприятия
• 1.2 Сырьевая база, номенклатура, качество и технологических уровень продукции
• 2. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН
• 2.1 Выбор и характеристика площадки строительства
• 2.2 Краткая характеристика климатических данных
• 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ
• 3.1 Сырьевая база, характеристика сырья
• 3.2 Режим работы цеха
• 3.3 Анализ научно-исследовательских работ
• 3.4 Анализ действующего цеха
• 3.5 Выбор и обоснование технологической схемы переработки сырья и технологических показателей
• 3.6 Описание основных технологических процессов
• 3.6.1 Декомпозиция
• 3.6.2 Общие сведения о системе Na2O - Al2O3 - H2O
• 3.6.3 Стойкость алюминатных растворов, понятие о теоретической и практической стойкости
• 3.6.4 Факторы, влияющие на стойкость алюминатных растворов
• 3.6.4.1 Влияние температуры
• 3.6.4.2 Влияние примесей
• 3.7 Расчет технологического процесса
• 3.7.1 Тепловой расчет и расчет количества воды на охлаждение
• 3.8 Выбор и технологических расчет основного оборудования
• 3.9 Автоматизация технологических процессов
• 3.9.1. Цель и задачи автоматизации
• 3.9.2 Краткое описание процесса декомпозиции как объекта автоматического регулирования
• 3.9.3 Описание функциональной схемы
• 4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
• 4.1 Анализ опасных производственных факторов
• 4.2 Организационные мероприятия
• 4.2.1 Общие вопросы организации службы охраны труда
• 4.2.2 Порядок заключения трудового договора
• 4.2.3 Обучение персонала
• 4.3 Технические мероприятия
• 4.3.1 Обеспечение электробезопасности
• 4.3.2 Организация приточно-вытяжной вентиляции
• 4.3.3 Защита от механических травм
• 4.4 Санитарно-гигиенические мероприятия
• 4.4.1 Индивидуальные средства защиты
• 4.4.2 Обеспечение метеорологических условий
• 4.4.2 Расчет теплового облучения работающих
• 4.4.4 Организация искусственного освещения
• 4.4.5 Защита от шума
• 4.4.6 Защита от вибрации
• 4.5 Противопожарные мероприятия
• 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ
• 5.1 Организация труда
• 5.2 Режим труда и отдыха. График выходов трудящихся
• 5.3 Определение численного и профессионального состава трудящихся
• 5.4 Система заработной платы
• 5.5 Расчет годового фонда заработной платы по категориям
• 5.6 Специальные мероприятия по научной организации труда и повышению производительности труда
• 5.7 Система управления предприятием
• 6. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ
• 6.2 Архитектурно-строительные решения
• 6.2 Освещение и вентиляция
• 6.3 Водоснабжение
• 6.4 Решение по зданиям и сооружениям
• 7 ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
• 7.1 Перечень промышленных выбросов
• 7.2. Охрана воздушного бассейна
• 7.3 Охрана водоемов и почв
• 8 СМЕТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ
• З А К Л Ю Ч Е Н И Е
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Быстрое развитие производства алюминия во всем мире обусловлено весьма ценными свойствами этого металла. Малая плотность, высокая пластичность и электропроводность, коррозионная стойкость помогли найти ему широкое применение в авиации, машиностроении, химической, электротехнической и металлургической промышленности, в строительстве и т.д. Промежуточный продукт производства алюминия - глинозем (техническая окись алюминия Al2O3) - можно получать из различных алюминиевых руд - бокситов, нефелинов, алунитов и др. Производство глинозема во всем мире в основном основано на использовании бокситов.

Более 90 % глинозема производится по способу Байера, наи-более сложной операцией (и менее изученной) которого является разложение алюминатных растворов.

В данном дипломном проекте рассмотрена технологическая схема цеха декомпозиции (разложения алюминатного раствора) в условиях ОАО «Алюминий Казахстана», рассмотрены факторы, влияющие на процесс выкрутки.

1. ОБЩАЯ ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

1.1 Краткая характеристика предприятия

В ОАО «Алюминий Казахстана» производство глинозема осуществляется по последовательной, комбинированной схеме Байер-спекание. Данный способ обусловлен химическим составом бокситов, поступаемых на переработку. Все глиноземное производство разбито на три основных цеха: ЦПС, ГМЦ, ЦС.

Цех подготовки сырья осуществляет прием, дробление и усреднение боксита, известняка и угля, а также прием кальцинированной соды и выдачу перечисленного сырья в ГМЦ и ЦС.

Гидрометаллургический цех представляет собой Байеровскую ветвь последовательной схемы получения глинозема, состоящей из следующих операций: размол боксита, выщелачивание бокситовой пульпы, сгущения и промывки красного шлама, контрольная фильтрация алюминатного раствора, фильтрация красного шлама, деком-позиция, обработка гидрата, выпарка, кальцинация товарного глинозема.

Цех спекания перерабатывает красный шлам ветви Байера и включает в себя переделы подготовки шихты, спекание, дробление спека и гидрохимической переработки спека. Разложение и после-дующая обработка растворов цеха спекания производится в гидро-металлургическом цехе.

Разложение алюминатного раствора происходит на узле де-композиции. Выкручивание происходит за счет самопроизвольного разложения гидратной пульпы, с выделением в осадок гидроокиси алюминия.

Процесс выкручивания ведется в специальных аппаратах - декомпозерах емкостью 1800 м3, объединенных между собой в батареи, по 11-14 аппаратов в каждой батарее. В цехе имеются декомпозеры с механическим и воздушным перемешиванием гид-ратной пульпы. Транспортировка осуществляется при помощи сжа-того воздуха.

Производительно цеха декомпозиции 1200000 т Al2O3 в год.

1.2 Сырьевая база, номенклатура, качество и технологических уровень продукции

Глинозем встречается в природе в небольших количествах в виде минерала корунд. Существует несколько разновидностей глинозема, которые имеют одну и ту же формулу, но разное структурное строение и свойства.

Наиболее распространенные и часто встречающиеся являются: .

- получается при обезвоживании при температуре 1200о С всех форм водных и безводных оксидов алюминия. В химическом отношении эта наиболее стойкая форма. Она не взаимодействует с кислотами и щелочами и негигроскопичен. Удельный вес 4 г/см3.

- в природе не встречается, а получается при обезвоживании гиббсита и бемита. Это наиболее активная форма глинозема. Она взаимодействует с кислотами и щелочами и поглощает влагу. Удельный вес 3,77 г/см3 [1].

Технические требования на глинозем в таблице 1.

Сырьем для завода являются Тургайские бокситы. Бокситы представляют собой горную породу, состоящую в основном из гидроксида алюминия, оксида железа, оксида кремния и титана с примесью других минеральных компонентов. Боксит получил свое название от французского города Бо (Банк), где впервые был обнаружен.

Основные составляющие бокситов - гиббсит (гидраргеллит), бемит и диаспор. Кроме того, в бокситах содержатся минералы железа (гематит, гидрогематит, сидерит), кремнезем в виде кварца, гидроксида (опал и др.) и водные алюмосиликаты (каолинит и др.); двуокись титана (анатаз, рутил). В меньших количествах в бокситах содержатся карбонаты кальция и магния, а также примеси органических веществ.

В зависимости от содержания Al2O3 и кремневого модуля бок-ситы подразделяются на марки и сорта, приведенные в таблице 2.

Численность и профессионально квалифицированный состав работающих на участке основных рабочих 22 человека, вспомогательных рабочих 3 человека, служащих и ИТР 7 человек.

Потребность в энергоресурсах.

Электроэнергии 295,56 . 106 кВт.ч

Пар 3,35 . 106 Гкал

Вода свежая 3,19 . 106 м3

Вода оборотная 144,4 . 106 м3

Воздух 960 . 106 м3

Основные решения по генплану

Цех расположен на территории промплощадки алюминиевого завода, связан железнодорожной магистралью, имеет подъездные пути и расположен в областном центре.

Природоохранные мероприятия

Цех не имеет вредных токсичных выбросов. В воздухе цеха имеется небольшое содержание щелочи, но в пределах допустимого.

Таблица 1 - Технические требования на глинозем

ГОСТ 3058-98

Марка	Содержание примесей, не более: %	ППП
	SiO2	Fe2O3	TiO2+V2O5 Cr2O5+MnO	ZnO	P2O5	Na2O + + K2O
Г-000	0,02	0,01	0,01	0,01	0,001	0,3	0,6
Г-00	0,02	0,03	0,01	0,01	0,002	0,4	1,2
Г-О	0,03	0,05	0,02	0,02	0,002	0,5	1,2
Г-1	0,05	0,04*	0,02	0,03	0,002	0,4*	1,2
Г-2	0,08	0,05	0,02	0,03	0,002	0,5	1,2

* - допускается до 0,05

Таблица 2 - Стандарт на боксит ГОСТ 972-74

Марка	Сорт	Содерж. Al2O3, %	Кремневый модуль	Область использования
Б-00	-	50	12,0	Глинозем, электрокорунд
Б-0	-	50	10	Глинозем, электрокорунд
Б-1	-	48	8	Глинозем, электрокорунд
Марка	Сорт	Содерж. Al2O3, %	Кремневый модуль	Область использования
Б-2	-	43	6	Глинозем, электрокорунд
Б-3	1	45	5	Глинозем
-	2	35	5	Глинозем
Б-4	1	43	3,9	Глинозем
-	2	42	3,0	Глинозем
-	3	40	3,0	Глинозем
Б-5	-	48	2,6	Глинозем, огнеупоры
Б-6	1	45	2,0	Глинозем, огнеупоры
-	2	37	2,0	Мартеновское производ.

2. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН

2.1 Выбор и характеристика площадки строительства

Павлодарский алюминиевый завод расположен в городе Павлодаре восточнее жилых районов города. Предприятие связано с городом трамвайной линией и автобусным маршрутом. С другими городами связь осуществляется железнодорожным, речным и автомобильным транспортом, а также авиалиниями.

К числу благоприятных факторов размещения завода следует отнести возможность кооперирования с другими предприятиями по линии внешнего транспорта, водоснабжения, электроснабжения и строительства.

2.2 Краткая характеристика климатических данных

Район строительства относится к IV климатическому поясу. Климат резко континентальный. Абсолютный минимум темпера-туры -40о С, максимум +38о С. Преобладающие ветры юго-западных и юго-восточных направлений. Максимальная скорость ветра до 35 м/с. Максимальная глубина промерзания грунта 2,2 м. Уровень грунтовых вод - 5,8 м.

Грунтовые воды слабощелочные, поэтому защиты не требуется.

К основному цеху примыкает понизительная трансформаторная подстанция.

Цех имеет длину 168 м, ширина 72 м, высота 40 м обуславливается габаритами оборудования и требованием техники безопасности.

Цех инженерными сетями и коммуникациями примыкает и связывается с основными заводскими сетями и коммуникациями.

Завод имеет свой внутризаводской транспорт, который связывает все основные цеха и обеспечивает внутризаводской грузооборот.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ

3.1 Сырьевая база, характеристика сырья

Производство глинозема на Павлодарском алюминиевом заводе базируется на использовании в качестве сырья бокситов, добываемых в Казахстане.

Месторождения бокситов в Северном Казахстане сосредоточены в трех основных бокситовых районах: Западно-Тургайском, Центрально-Тургайском и Восточно-Тургайском.

Восточно-Тургайский бокситоносный район расположен в Тургайской области. В районе учитываются балансом 6 месторождений бокситов: Аркалыкское, Северное, Уштобинское, Нижне-Ашутское, Верхне-Асшутское и Актасское. Западно-Тургайский и Центрально-Тургайский бокситоносные районы находятся в Костанайской области. Западно-Тургайский район включает в себя месторождения: Аятское, Краснооктябрьское, Белинское, Зимнее, Покровское и др. Центрально-Тургайский район - Приозерное, Кушмурунское, Западно-Убаганское и Коктальское и Умангельдинской группы.

Все отрабатываемые месторождения Западно-Тургайского бокситоносного района имеют сходное геологическое строение: продуктивная толща - бокситы каменистые, глинистые, рыхлые. Пестроцветные глины заполняют эрозионно-карстовые впадины в палеозойском фундаменте пород, перекрытых чехлом песчано-глинистых отложений. Мощность покровных отложений 5-60 метров, мощность рудных тел 1,5 - 100 м. Все комплексы пород обводнены. Покров и продуктивная толща содержат безнапорные и слабонапорные воды, известняки содержат напорные воды. Все месторождения отрабатываются открытым способом.

Бокситы даже в пределах одного месторождения характеризуются значительным разнообразием химического и минералогического состава.

Оксид алюминия входит в состав минералов диаспора, бемита, гидраргилита, корунда.

На территории Казахстана сосредоточено большое количество месторождений, которые объединяются в бокситоносные провин-ции, районы и зоны. В пределах месторождений выделяют рудные участки, бокситовые залежи, тела и др.

Наибольший интерес представляет Краснооктябрьское место-рождение бокситов, расположенное в центральной части Западно-Тургайского района. На месторождении выделено около 24 рудных залежей и участков, разделенных между собой выступами карбонатных пород или пестроцветными глинами подрудной толщи. По литологическим особенностям и возрасту бокситоносные осадки месторождения разделяются на два горизонта: нижний подрудный и верхний рудный.

Подрудный горизонт представлен пестроцветными (красно-вато-коричневыми, бурыми, желтыми) глинами часто с обломочной структурой. Глины имеют гидрослюдисто-коалиновый состав. Рудный горизонт сложен преимущественно каменистыми, рыхлыми и глинистыми разновидностями бокситов. В верхней части рудного горизонта расположены коалинит-лигнитовые глины.

Краснооктябрьское месторождение представлено двумя рудными полями: Северным (15 залежей бокситов) и Южным (9 залежей бокситов). Рудные тела и залежи бокситов обладают изменчивым химическим и литологическим составом бокситовых руд. Среди литологических разновидностей месторождений выделяются каменистые (35 %), рыхлые (57 %) и глинистые (8 %). Основными породообразующими минералами бокситов являются гиббсит, гидрогематит и каолинит. Из вторичных минералов наиболее широко распространены сидерит, кальцит, реже хлорит (шамозит), пирит, марказит. Рудные тела месторождения сидеритизированы, содержание сидерита колеблется от 1,05 до 10-12 %, иногда достигает 21-25 %. Это значительно снижает качество боксита, поскольку СО2, присутствующая в сидерите, является вредной примесью. Содержание ее в бокситах в среднем составит 2,65 %.

Аятское месторождение бокситов расположено в северной части Западно-Тургайского района, в котором находится около 10 рудных участков. Бокситовые залежи сложены тремя литологическими разновидностями, среди которых выделяются: каменистые (49,1 %), рыхлые (15,5 %), глинистые (33,3 %), а также аллиты (2,2 %).

По минералогическому составу бокситы Аятского месторождения относятся к гиббситовому типу. В них иногда содержатся моногидраты глинозема в форме бемита и диаспора. Породообразующими минералами бокситов являются гиббсит, каолинит, гетит, гематит, минералы титана, сидерит.

Белинское месторождение расположено в северной части Западно-Тургайского бокситового района. Залежи бокситов находятся в центральной части месторождения, сложенной известняками. Бокситоносная толща по литологическому составу и условиям залегания делится на два горизонта: нижний - пестроокрашенных глин и верхний - собственно рудный горизонт.

Рудный горизонт образован глинистыми, рыхлыми, каменистыми бокситами, аллитами и бокситовыми глинами. Бокситовые запасы месторождения сгруппированы в четыре обособленных участка: Южный, Северный, Западный и Карасорский. Бокситы представлены каменистыми (30,2 %), рыхлыми (30,4) и глинистыми (36,5) литологическими разновидностями. По минералогическому составу бокситы относятся к трехгидратному (гиббситовому) типу. Основными породообразующими являются гиббсит, коалинит, гематит и гидрогематит. В небольших количествах присутствует корунд, кварц, кольцит, сидерит и рутил.

Бокситы Краснооктябрьского, Аятского и Белинского место-рождений относятся к Краснооктябрьскому рудоуправлению (КБРУ) и отличаются от широко известных тургайских (запасы которых практически исчерпаны) по химическому и вещественному составу, поэтому особенно важно всестороннее их изучение в связи с промышленным использованием.

В таблице 3 приведен химический состав литологических разновидностей бокситов с указанием месторождения.

Из таблицы следует, что бокситы имеют различный химический состав. Содержание глинозема колеблется в пределах 39,5-55,3%, а SiO2 - 3,2-13,6 %. В широком диапазоне изменяется содержание железа от 5,6 до 24,6 %, присутствуют органические веще-ства [2].

Таблица 3 - Состав литологических разновидностей бокситов

Разновидности бокситов	Химический состав боксита, %
	Al2O3	SiO2	Fe2O3	Ms1
Аятский
глинистый	39,5	13,6	24,6	2,13
рыхлый	36,7	15,2	25,2	2,41
каменистый	55,3	5,2	5,6	10,63
Белинский
глинистый	40,1	8,7	22,8	4,61
рыхлый	43,1	4,7	23,5	9,17
каменистый	43,1	3,4	22,8	12,67
Краснооктябрьский
глинистый	41,1	4,4	21,5	9,34
рыхлый	41,9	10,2	14,4	4,11
каменистый	48,9	3,2	14,4	15,28

3.2 Режим работы цеха

Для металлургических предприятий цветной металлургии характерны непрерывно протекающие во времени многоступенчатые процессы производства, сочетающие механические и химические изменения предметов труда.

Высокая материалоемкость производства, вовлечения больших масс воды, а также разнообразное количество основных и вспомогательных материалов.

Технологические процессы в этой отрасли протекают с большими затратами тепловой и электрической энергии, характерны крупные агрегаты, требующие коллективного обслуживания, строгой согласованности в ходе протекания технологических процессов и неуклонного соблюдения регламентированных режимов с учетом изменяющихся характеристик перерабатываемого сырья.

Павлодарский алюминиевый завод относится к предприятиям цветной металлургии с высокими материальными потоками и большим грузооборотом. С привлечением крупногабаритных многотоннажных агрегатов и аппаратов.

Режим работы в цехе непрерывный. Установлен 8-часовой рабочий график. График выходов трехсменный. Число рабочих бригад, обслуживающих в течение суток данное производство, три. Одна бригада находится на отдыхе. Цикл графика через 12 дней.

3.3 Анализ научно-исследовательских работ

Декомпозиция - процесс разложения алюминатного раствора с получением гидроксида алюминия. Разложение алюминатных рас-творов занимает много времени. Так, для выделения около 50-52 % Al2O3 из раствора, требуется 50-60 ч непрерывного перемешивания алюминатного раствора с затравкой, свежеосажденной гидроокиси алюминия, ускоряющей разложение.

Механизм разложения алюминатного раствора, его физико-химическую сущность до настоящего времени нельзя считать окончательно установленным. Как и на природу алюминатных растворов, здесь существует несколько точек зрения.

Декомпозиция - один из наиболее сложных физико-химических процессов при производстве глинозема. В результате разложения алюминатно-щелочных растворов необходимо получить кристаллический осадок определенного состава с минимальным содержанием примесей, учитывая при этом, что состав маточного раствора определяет потоки растворов на других переделах производства глинозема (на выпарке, выщелачивании сгущении и др.), т.е. в большей мере определяет технико-экономические показатели всего процесса.

Каустический модуль и концентрация растворов в большей мере, чем другие параметры процесса декомпозиции, зависят от параметров всего цикла Байера. В настоящее время совершенствование процесса Байера идет в направлении сближения концентраций алюминатного и оборотного раствора, подаваемого на выщелачивание боксита, и снижения каустического модуля алюминатного раствора [3].

Известно, что увеличение каустического модуля алюминатного раствора приводит к значительному снижению степени его разложения, а снижение степени разложения алюминатного раствора на 1 % (абс) уменьшает выработку гидроксида алюминия (производительность цеха) на 2 %. Поэтому часто для повышения степени разложения вместо уменьшения модуля понижают общую концентрацию алюминатного раствора. При этом, наряду с уменьшением съема Al2O3 с 1 м3 раствора, резким увеличением расхода пара на выпаривание избыточной воды, нарушается работа сгустителей красного шлама и сгустителей гидроксида алюминия.

Исследования по определению оптимальной концентрации алюминатного раствора проводились неоднократно и идут по сей день.

Исследовательские работы идут по изучению влияния затравки на технико-экономические показатели декомпозиции.

Частицы затравки играют роль центров кристаллизации для гидроксида алюминия, выделяющегося при разложении алюминатного раствора. Необходимо учитывать, что затравка действует не столько своей массой, сколько поверхностью, а именно: чем больше и активнее поверхность, тем при прочих равных условиях выше скорость разложения алюминатного раствора.

В лабораторных опытах разложение алюминатного раствора проводили с 3,0-1,5; 2,0; 2,5; 3,0.

Результаты опытов показывают, что более глубокое разложение раствора за одинаковое время достигается при большем затравочном отношении. Эта зависимость выражается практически прямой линией. Увеличение затравочного отношения по 0,1 позволяет увеличить степень разложения алюминатного раствора в среднем на 0,4 % (абс). При этом увеличивается и съем Al2O3 с 1 м2 суспензии в сутки, т.е. производительность.

Так, при увеличении затравочного отношения с 2,5 до 3,0 прирост степени разложения алюминатного раствора составит 2 %, а с 2,5 до 3,5 - около 3,5 % (абс).

Но следует учитывать, что при увеличении затравочного отношения трудно регулировать дисперсионный состав гидроксида алюминия. Поэтому работы по определению оптимального затравочного отношения идут и сегодня.

Анализом научно-исследовательских работ является более глубокое изучение процесса разложения алюминатного раствора, механизма образования частиц Al(OН)3, их рост и укрупнение, а также изучение факторов, которые существенно влияют на скорость и полноту процесса.

Декомпозиция в ветви Байера занимает больше половины всего времени и является самым объемным в аппаратурном оформлении. Поэтому любая интенсификация процесса повышает работу предприятия в целом.

3.4 Анализ действующего цеха

На практике на Павлодарском алюминиевом заводе декомпозицию осуществляют непрерывно в декомпозерах с воздушным перемешиванием.

Охлажденный алюминатный раствор до 60о С поступает в декомпозер. Декомпозер представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем и плоской крышкой h - 33,5 м Ш 9 м, емкость 1800 м3.

Декомпозеры соединены между собой последовательно в батареи от 9 до 12 штук. В работе находятся не менее 9 штук. Продолжительность прохождения всей батареи 40-50 ч.

В первый головной декомпозер подается свежая затравка из Al(ОН)3, перемешивается и последовательно проходит всю батарею.

Гидратная пульпа, отводимая из-под конусов хвостовых декомпозеров, самотеком через коллектор поступает в гидросепараторы. В гидросепараторах происходит отделение наиболее крупных частей гидрата от пульпы. Гидросепаратор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, h - 16,3, Ш - 10 м, емкость 570 м3, с короткой цилиндрической частью и удлиненное коническое днище. В гидросепараторе происходит отделение наиболее крупного гидрата от мелкого. Регулируя скорость прохождения пульпы через гидросепаратор можно регулировать количество продукта.

Слив с гидросепараторов поступает по сливным трубопроводам в питающую коробку сгустителей.

Из-под конусов гидросепараторов отводится сгущенный продукционный гидрат в мешалки и насосами качается на БОГ (блок обработки гидрата) на продукционную фильтрацию, фильтры БОУ-40.

В сгустителях происходит дальнейшее отделение маточного раствора от гидрата. Из-под конусов сгустителей отводится сгущенный затравочный гидрат на БОГ на фильтрацию затравочной гидрокиси на фильтры БОУ-40.

Слив со сгустителей собирается в баках и насосами качается на фильтрацию, на фильтры ЛВАЖ-125.

Самым сложным узлом в этой технологической схеме является узел сгущения.

Узел сгущения предназначен для отделения маточного раствора от гидроксида алюминия. Скорость оседания частиц зависит от их размеров. Чем крупнее частица, тем быстрее она оседает. Сильно мелкие частицы долго оседают. Так как дисперсионный состав гидрата не постоянен и изменяется периодически, то наступление периода переизмельчения влечет за собой технологические нарушения, ухудшается работа сгустителей, фильтров и далее выпарка маточного раствора. В период переизмельчения увеличивается грамм твердого в маточном растворе, что ведет к понижению каустического модуля при выпаривании его. Поэтому работа по устранению перизмельчения и периодического измельчения дисперсионного состава является главной задачей на сегодняшний день.

Так же немаловажной задачей является работа самого сгусти-теля, ведь подачу пульпы ведут определенным образом, чтобы не повлиять на оседание других частиц.

3.5 Выбор и обоснование технологической схемы переработки сырья и технологических показателей

Для декомпозиции алюминатных растворов принимаем непрерывную схему разложения с получением гидратной пульпы.

Непрерывная технологическая схема имеет ряд преимуществ перед периодической:

непрерывный процесс легче поддается автоматизации, а также контролю и регулированию;

загрузка идет в один головной декомпозер, а полученная гидратная пульпа самотеком разгружается, что исключает большой затраты времени на обслуживание каждого деком-позера.

Разложение алюминатного раствора принимаем 50 %, т.е. на всех глиноземных заводах выход составляет 45-55 %.

Температуру начала разложения принимаем 60о С. При этой температуре раствор имеет высокую скорость разложения, а также эта температура сопутствует получению крупнозернистого гидрата.

Каустический модуль алюминатного раствора, поступающего на разложение, принимаем 1,55. В последние годы идет тенденция к снижению начального модуля алюминатного раствора, так как влияет на увеличение скорости разложения, а также увеличивает выход Al2O3 при той же продолжительности процесса.

Конечный модуль маточного раствора 3,1, который соответствует выходу Al2O3 50 %, рассчитанный по формуле:

где - выход Al2O3 из раствора;

модуль маточного раствора;

модуль алюминатного раствора

Затравочное отношение (З.О.) принимаем 2,5. Последние испытания показали, что при увеличении З.О. увеличивается съем и производительность по Al2O3. З.О., равное 3, не берем из-за опасности ухудшения процесса, увеличением оборота Al2O3, а также сильного переизмельчения гидроксида алюминия.

3.6 Описание основных технологических процессов

3.6.1 Декомпозиция

Декомпозиция - это процесс длительного перемешивания алюминатного раствора с затравкой, с получением гидроксида алюминия. В различных учебниках и монографиях реакция разложения алюминатного раствора изображают в упрощенном виде:

NaAl(OH)4 --- Al(OH)3 + NaOH

В действительности эта реакция более сложна и до сих пор окончательно не решен вопрос о составе и структуре алюминат ионов, механизма образования частичек гидроксида алюминия.

Главным свойством, которым обладает раствор, - это его стойкость. Стойкость алюминатного раствора зависит от многих факторов, которые значительно влияют на раствор.

3.6.2 Общие сведения о системе Na2O - Al2O3 - H2O

Если достаточно длительное время перемешивать гидроксид алюминия с раствором едкого натрия и время от времени анализировать изменения содержания глинозема в растворе, то можно наблюдать процесс постепенного перехода оксида алюминия в раствор, при этом имеют место обратимые реакции.

С точки зрения этих реакций, механизм растворения гидроксида алюминия в растворе едкого натра можно представить следующим образом: в первый период растворения, когда в растворе еще имеется большой избыток свободной едкой щелочи, реакция идет в сторону образования алюмината натрия, быстрей чем в обратную сторону - гидролитического разложения алюмината натрия. Однако по мере уменьшения в растворе концентрации свободной щелочи уменьшается и скорость растворения гидроксида алюминия. В конце концов наступает такой момент, когда скорости обеих реакций растворения гидрокиси алюминия и разложения алюмината натрия прекращаются. Получившийся алюминатный раствор является равновесным при данной температуре и не изменяется и не меняется больше своего состава, как бы длительно не перемешивали его с гидроксидом алюминия.

Если составы таких равновесных растворов, получающихся при растворении гидроксида алюминия в растворах едкого натра различных концентраций, изобразить на диаграмме, откладывая по одной из координат осей концентрацию Na2O, а на другой концент-рацию Al2O3, то получится ряд точек: кривую, соединяющую одной линией эти точки, отвечающую одной и той же температуре, назы-вают изотермой равновесия.

Концентрация Al2O3 в растворах, составы которых лежат выше кривых равновесия, превышают равновесную концентрацию. Эта область нестойких, пересыщенных растворов по Al2O3. Растворы, расположенные в этой области, должны с течением времени гидролитически разложиться и выделить избыток гидроксида алюминия в осадок, придти к равновесному состоянию.

Концентрация Al2O3 в растворах, составы которых лежат под равновесными кривыми - ниже равновесной концентрации. Это области стойких, ненасыщенных по Al2O3 растворов. Растворы этой области не способны к саморазложению. При перемешивании с гидроксидом алюминия, они могут растворять в количестве отве-чающего насыщению равновесию.

Вершина кривой показывает максимальное количество Al2O3 в равновесных растворах.

Приведенная диаграмма равновесных состояний в системе Na2O - Al2O3 . H2O при различных температурах является серьезным теоретическим материалом для решения многих важных вопросов технологий глиноземного производства.

3.6.3 Стойкость алюминатных растворов, понятие о теоретической и практической стойкости

Такими растворами являются те, составы которых расположены на кривых насыщения растворов едкого натра и гидроксида алюминия или же ниже этих кривых. Эти растворы не при каких условиях не могут самопроизвольно гидролитически разлагаться.

Чтобы раствор мог быть разложен, его состав должен быть перемещен в область нестойких растворов, это может быть достигнуто:

понижением концентрации Na2Oк;

понижением температуры;

понижением каустического модуля

(при сохранении неизменной концентрации Na2O).

Влияние трех перечисленных факторов на стойкость алюминатных растворов можно проследить по диаграмме Na2O - Al2O3 . H2O

Рисунок, приведенный на этой диаграмме, из начала координат лучи характеризуют составы растворов с одним и тем же каустическим модулем. Пусть состав рассматриваемого раствора помещается в точке А. Эта точка расположена выше изотермы 30о С, но ниже изотерм 60-90о С. Следовательно, по отношению к этим температурам раствор в этой точке является теоретически стоек, а по отношению к температуре 30о С он нестоек и способен к само-разложению. Точка А расположена на луче, отвечающему хк = 2,46, перемещаясь вдоль этого луча по направлению начала координат, например до точки В, мы снижаем концентрацию раствора, сохраняя неизменным каустический модуль. На диаграмме видно, что состав его переходит в область растворов нестойких при 60о С и становится пересыщенным по отношению к этой температуре. Перемещая точку А вверх параллельно оси ординат, мы сохраняем неизменную концентрацию Na2O и в то же время пересекаем лучи, последовательно уменьшается каустический модуль. На диаграмме видно, что раствор может перейти при этом в область растворов пересыщенным не только по отношению к температуре 60о С, но и с более высокой.

Технология всех щелочных способов производства глинозема основана, в конечном счете, на переводе глинозема из сырья в раствор с последующим разложением полученного алюминатного раствора и выделением из него гидроксида алюминия. Алюминатные растворы, которые при этом получаются, являются, как правило, неравновесными, а пересыщенными метастабильными растворами. Пересыщенные алюминатные растворы, разлагаются медленно и могут оставаться в течении некоторого времени без признаков видимого разложения, т.е. без выделения гидроксида алюминия в осадок, хотя процесс гидролитического разложения в них уже начался. Именно в этот период эти растворы могут быть использованы в производстве без риска осложнений, вызываемых выделением гидроксида алюминия в осадок там, где это не предусмотрено технологическим процессом. Практически стойкими растворами мы называем такие растворы, которые, хотя и располагаются на диаграмме в области нестойких растворов, но могут все же сохраниться без видимого разложения в течении некоторого, достаточного для производственных целей времени.

С этой точки зрения один и тот же алюминатный раствор может быть стойким для одного технологического процесса и нестойким для других. Так например, алюминатный раствор, содержащий 100 г/л Al2O3 90 г/л Na2Oк считается стойким для растворов ветвей спекания - 1,48 и нестойким в процессе Байера. Практическая стойкость измеряется временем, нужным для начала видимого разложения раствора, чем это время больше, тем выше стойкость раствора.

3.6.4 Факторы, влияющие на стойкость алюминатных растворов

Из числа факторов, влияющих на практическую стойкость алюминатных растворов, важнейшими являются:

каустический модуль раствора;

концентрация алюминатного раствора;

температура алюминатного раствора;

наличие в растворе осадка ранее полученного гидроксида алюминия;

перемешивание раствора;

присутствие примесей в растворе.

3.6.4.1 Влияние температуры

С повышением температуры уменьшается степень пересыщения растворов, и при выбранной продолжительности разложения выходов Al2O3 уменьшается, с охлаждением происходит обратное явление. Нагрев сопровождается также укрупнением зерен и выделяющимся гидроксидом алюминия, потому что с повышением температуры уменьшается скорость образования зародышей и увеличивается скорость их роста.

Температура оказывает большое влияние и на дисперсный состав гидроксида алюминия. Больше всего тонкозернистый гидроксид выпадает при 30о С, т.е. при самой большой скорости разложения. Повышение или снижение температуры процесса уменьшает содержание высокодисперсного гидроксида алюминия.

На заводах растворы разлагают всегда по некоторой поли-терме, постепенно охлаждая раствор. Такой способ благоприятствует равномерному разложению и получению крупнозернистого гидроксида алюминия.

3.6.4.2 Влияние примесей

В промышленных алюминатных растворах всегда содержатся примеси, влияющие на стойкость растворов. Примеси можно разделить на три группы:

вещества, стабилизирующие алюминатные растворы;

нейтральные вещества;

вещества, ускоряющие разложение алюминатных растворов.

К первой группе (стабилизаторы) относятся: мука, крахмал, машинное масло, соединения: Na2CO3, NaCl, органические соединения. Ко второй группе относятся: Na2SO4, Na3PO4. К третьей группе относятся: AlСl3, Al, AlF3, H2SO4, Al2(SO4)3, FeSO4.

Во всех алюминатных растворах содержится SiO2, повышающий их стойкость. Поэтому заводские растворы обескремниваются и после обескремнивания становятся менее стойкими и быстрее разлагаются.

3.7 Расчет технологического процесса

Исходные данные

Состав алюминатного раствора:

Al2O3 - 110 г/дм3; Na2Oк - 103,65 г/дм3;

Na2Oo - 118,5 г/дм3; Na2Oу - 14,85 г/дм3;

CO2 - 10,54 г/дм3; H2O - 1041 г/дм3;

S = 1280 кг/м3; ак = 1,55

2) Состав маточного раствора:

Al2O3 - 59 г/дм3; Na2Oк - 110 г/дм3;

Na2Oo - 126 г/дм3; Na2Oу - 16 г/дм3;

CO2 - 11,35 г/дм3; H2O - 1054 г/дм3;

S = 1250 кг/м3; ак = 3,1

3) Затравочное отношение 2,5

4) Гидроксид алюминия с конуса сгущения

Ж : Т = 1

5) Влага отфильтрованного продукционного гидрата 10 %,

Na2O - 0,39 %

6) Влага затравки 20 %

7) Выход Al2O3 при разложении 50 %

8) Производительность цеха в год

1200000 т Al2O3

9) Расход воды на промывку на 1 т Al2O3 1000 кг

10 ) Потери Al2O3 при декомпозиции на 1 т Al2O3 составляют 6,7 кг.

На 1 т Al2O3 нужно подать алюминатного раствора:

1000 : (110 . 0,5) = 18,18 м3

В нем содержится:

Al2O3 = 18,18 . 110 = 2000,0 кг

Na2Oк = 18,18 . 103,65 = 1884,55 кг

Na2Oу = 18,18 . 14,85 = 270 кг

CO2 = 18,18 . 10,54 = 191,64 кг

Всего: 4346,19 кг

Количество воды в растворе

18,18 . 1280 = 23272,73 кг

где 1280 - плотность алюминатного раствора;

18,18 - объем раствора.

13272,73 - 4346,19 = 18926,54 кг (Н2О)

Количество потерь Al2O3 составляет 6,7 кг. Потери в виде алюминатного раствора. Объем раствора: 6,7 . 110 = 0,0609 м3 или 61 л. В нем содержится:

Al2O3 = 61 . 0,11 = 6,7 кг

Na2Oк = 61 . 0,10365 = 6,31 кг

Na2Oу = 61 . 0,1485 = 0,91 кг

CO2 = 61,0,1054 = 0,64 кг

H2O = 61 . 1,041 = 63,4 кг

Всего: 77,96 кг

Итого на декомпозицию подается алюминатный раствор, в котором:

Al2O3 = 2000 + 6,7 = 2006,7 кг

Na2Oк = 1884,55 + 6,31 = 1890,86 кг

Na2Oу = 270 + 0,91 = 270,91 кг

CO2 = 191,64 + 0,64 = 192,28 кг

H2O = 18926,54 + 63,4 = 18989,94 кг

Итого: 23350,69 кг

Количество затравки на декомпозицию

2006,7 . 2,5 = 5016,75 кг

где 2006,7 - количество Al2O3 в алюминатном растворе.

Затравка имеет формулу Al2O3 . 3 Н2О

Рассчитаем количество воды в затравке

где 18 и 102 - молекулярная масса Н2О и Al2O3.

Итого:

5016,75 + 2655,93 = 7672,68 кг

Вместе с затравкой поступает маточный раствор в количестве:

7672,68 . 0,2 : 0,8 = 1918,17 кг

или при = 1250 кг/м3 1,535 м3.

В нем содержится:

Al2O3 = 1,535 . 59 = 90,54 кг

Na2Oк = 1,535 . 110 = 168,8 кг

Na2Oу = 1,535 . 16 = 24,55 кг

CO2 = 1,535 . 11,35 = 17,42 кг

Всего : 301,31 кг

Количество воды в растворе:

1918,17 - 301,31 = 1616,86 кг

Расчет количества маточного раствора, уносимого с продукционным гидратом

Для начала рассчитаем количество гидрата.

Al2O3 - 1000 кг, в нем кристаллизационной влаги

1000 . 3 . 18 : 102 = 529,41 кг

В итоге 1529 кг. При Ж : Т = 1 имеем 1529,41 кг маточного раствора или при = 1250 кг/м3 объем 1,224 м3.

В нем содержится

Al2O3 = 1,224 . 59 = 72,19 кг

Na2Oк = 1,224 . 110 = 134,59 кг

Na2Oу = 1,224 . 16 = 19,58 кг

CO2 = 1,224 . 11,35 = 13,89 кг

Всего : 240,25 кг

Н2О = 1529,41 - 240,25 = 1289,16 кг

Все рассчитанные данные вводим в таблицу 4.

Расчет промывки гидроксида алюминия

Количество воды во влажном гидрате:

при 10 %, имеем

1529,41 : 0,9 . 0,1 = 169,93 кг

Принимаем недоотмытой щелочи 3,9 кг.

Полученные данные сводим в таблицы 4 и 5.

Таблица 4 - Баланс декомпозиции

Компоненты	Введено, кг
	алюминат-ный раствор	затравоч-ный гидрат	маточный раствор с затравкой	Всего
Al2O3	2006,7	5016,75	90,54	7113,99
Na2Oк	1890,86		168,8	2059,66
Na2Oу	270,91		24,55	295,46
СО2	192,28		17,42	209,7
Н2О	18989,94	2655,93	1616,86	23262,73
Итого:	23350,69	7672,68	1918,17	32941,54

Компонен-ты	Получено, кг
	продук-ционный гидра	маточн. раствор с гидратом	затравоч-ный гидрат	маточный р-р с затравкой	маточный р-р на выпарку	Всего
Al2O3	1000	72,19	5016,75	90,54	934,51	7113,99
Na2Oк		134,59		168,8	1756,27	2059,66
Na2Oу		19,58		24,55	251,3	295,46
СО2		13,89		17,42	178,39	209,7
Н2О	529,41	1289,16	2655,93	1616,86	17171,37	23262,73
Итого:	1529,41	1529,41	7672,68	1918,17	20291,87	32941,54

Таблица 5 - Промывка гидроксида алюминия

Компо-ненты	Введено, кг	Получено, кг
	продукционный гидрат	маточн. р-р с гидратом	вода на промывку	Всего	продукционный гидрат	влага гидрата	пром. вода на выпарку
Al2O3	1000	72,19		1072,19	1000		72,19
Na2Oк		134,59		134,59		3,9	130,69
Na2Oу		19,58		19,58			15,58
СО2		13,89		13,89			13,89
Н2О	529,41	1289,16	1000	2818,57	529,41	166,03	2123,13
Итого:	1529,41	1529,41	1000	4058,82	1529,41	169,93	2359,13

3.7.1 Тепловой расчет и расчет количества воды на охлаждение

Температура пульпы в головном декомпозере 60о С, темпера-тура пульпы на разгрузке 54о С, рабочий объем декомпозера 1800 м3, плотность пульпы 1460 кг/м3, удельная теплоемкость 3,344 кДж/(кг.оС)

Количество тепла, выделяемое при охлаждении пульпы в одной батарее:

Q = 14 . 1800 . 1640 . 3,344 . (60-54) = 738194688 кДж

Часовой расход тепла с восьми батарей:

8 . 738194688 : 50 = 118111150,1 кДж/час

где 50 - продолжительность декомпозиции

Принимаем, что охлаждение пульпы происходит за счет воздуха на 10 % и за счет воды 90 %. Тогда часовой расход воды составит:

m = 118111150,1 . 0,9 : (20 . 4,18) = 1271531,52 кг или 1271,5 м3 воды

где 20 - разность между температурами воды на выходе

и входе;

4,18 - теплоемкость воды, кДж/(кг.оС).

3.8 Выбор и технологических расчет основного оборудования

В настоящее время на всех глиноземных заводах устанавливают декомпозеры только с воздушным перемешиванием. Такой декомпозер представляет собой цилиндрический резервуар с коническим днищем, выполненный из стальных листов = 6-12 мм и опирающийся на фундамент с помощью шести опор, крепящихся к нижнему опорному кольцу декомпозера.

Для транспортировки и перемешивания пульпы в центре декомпозера установлены транспортный и перемешивающий аэролифты. Охлаждение раствора осуществляется снаружи воздухом и внутри через «рубашки» - трубопроводы, надетые на транспортный и перемешивающий аэролифты. Холодная вода подводится к «рубашке» транспортного аэролифта и отводится от «рубашки» перемешивающего.

Для расчета числа декомпозеров принимаем к установке декомпозеры рабочей емкостью 1800 м3 (Н = 33,5 м и D = 9 м).

Число декомпозеров

где А - поток пульпы, м3/ч;

50 - продолжительность цикла разложения, ч;

0,97 - коэффициент использования декомпозеров.

Рассчитываем часовой поток алюминатного раствора.

На 1 т Al2O3 приходится 23350,69 кг раствора или при = 1280 кг/м3 имеем 18,24 м3. Часовой поток составит

18,24 . 1200000 : 365 : 24 = 2498,65 м3/час

Рассчитываем часовой поток затравки

На 1 т Al2O3 приходится 7672,68 кг затравки или при = 2430 кг/м3 имеем 3,16 м3.

Вместе с затравкой маточный раствор 1918,17 кг или при =1250 кг/м3 имеем 1,54 м3. В сумме имеем

3,16 + 1,54 = 4,7 м3

Часовой поток составит:

4,7 . 1200000 . 365 : 24 = 643,83 м3/час

Часовой поток пульпы:

2498,63 + 643,83 = 3142,46 м3

Тогда количество декомпозеров составит:

3142,46 . 50 / (0,97 : 1800) = 89,99 = 90 шт.

К установке принимаем 8 батарей по 11 декомпозеров. С учетом резервного оборудования устанавливаем еще по 3 декомпозера к каждой нитке (один на химчистку, один на мехчист-ку, один в ремонте).

Итого имеем 8 батарей по 14 декомпозеров.

3.9 Автоматизация технологических процессов

алюминатный раствор технологический сырье

3.9.1 Цель и задачи автоматизации

При разработке проекта большое внимание уделяется автоматизации производственного процесса. Правильный выбор параметров и средств автоматического контроля способствует стабилизации технологического режима процесса, улучшению его качественных показателей, что в свою очередь ведет к повышению производительности труда и улучшению качества продукции.

При разработке системы автоматизации глиноземного производства необходимо иметь ввиду то, что ведение технологического процесса в экономически выгодном режиме может быть успешно осуществлено лишь при условии обеспечения достаточного количества сырья и устойчивой работы систем энергоснабжения, водоснабжения и топливоснабжения предприятия.

Наряду с общепромышленными типовыми системами автоматического регулирования в глиноземном производстве применяется ряд специализированных систем управления, разработанных с учетом специфических особенностей процессов и аппаратов. К таким особенностям следует в первую очередь отнести малые скорости протекания большинства процессов; большие емкости аппаратов; зависимость динамических параметров объектов управления от изменения потоков и технологических режимов; сложность (а в ряде случаев и невозможность) автоматического контроля многих важных параметров, характеризующих ход технологических процессов. В тех случаях, когда контроль основного выходного параметра затруднен или невозможен в системах автоматического управления предусматривается стабилизация потоков и качества всех основных видов сырья и энергии с ручной или полуавтоматической коррекцией задания каждому из локальных стабилизирующих регуляторов. Иногда в качестве корректирующего импульса в таких системах используются результаты автоматического контроля некоторых косвенных показателей, характеризующих качество выходного продукта.

3.9.2 Краткое описание процесса декомпозиции как объекта автоматического регулирования

Совместные требования к ведению процесса, аппаратурно-технологическое оформление схемы таковы, что не позволяют обойтись без средств контроля и автоматизации. Процесс регулируется автоматически, а технологический персонал берет на себя управление только во время пуска и аварийных ситуаций.

Часть параметров, где регулирование невозможно из-за недостатка технических средств, регулируется по показаниям при-боров или по данным химических анализов операторного пункта.

Характерной особенностью процесса декомпозиции глинозема является его непрерывность, взаимосвязь факторов, влияющих на повышение качества товарного глинозема. Для оценки экономических показателей цеха, а также для ведения процесса необходимо обеспечить непрерывное измерение количества алюминатного раствора, поступающего на декомпозицию.

Оптимальные условия процесса: температура в батарее декомпозеров 60-54о С, время выдержки 50 часов.

На снижение температуры в батарее влияет охлаждение циркуляции воздуха и воды. Следовательно, температурный режим можно регулировать подачей охлаждающей воды в рубашки деком-позеров. Температурный режим, в свою очередь, оказывает влияние на степень разложения, на качество выпускаемого глинозема (крупность и минералогический состав). Важнейшим показателем как для обеспечения нормального ведения процесса, так и для определения экономических показателей, является поддержание заданных режимов.

3.9.3 Описание функциональной схемы

При определении систем автоматического регулирования процесса декомпозиции алюминатного раствора должно быть обеспечено ведение процесса в наивыгоднейшем режиме. При разработке функциональной схемы особенно важен правильный выбор техно-логических параметров, подлежащих автоматическому регулированию.

Для автоматизации процесса декомпозиции алюминатного раствора выбран программируемый микропроцессорный контролер Simatik S-7-300 фирмы Simens. Контролер позволяет измерить и преобразовать поступающую от измерительных приборов контрольную информацию, вырабатывать управляющие воздействия и осуществлять взаимодействия и обмен информацией с оператором технического объекта управления.

Для контроля температуры в декомпозерах выбран термопреобразователь сопротивления ТСП-21 (поз. 1а-14а), сигнал с которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.

Для контроля давления сжатого пара выбран манометр электрический дифтрансформаторный типа МЭД (поз. 15а) с нормирующим преобразователем типа НП-П(3).

Для регулирования уровня пульпы в декомпозерах установлены автоматические регуляторы типа РУПФ, управляющего воздействия на клапаны с мембранным исполнительным механизмом типа МИМ, предыдущего декомпозера.

Для контроля расхода алюминатного раствора установлен индукционный расходомер ИР 61 (поз. 3а) с датчиком типа ИУ-61, сигнал которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.

Для контроля расхода сжатого воздуха установлена диафрагма камерная типа ДКС 10-100-А/Б (поз. 30а), сигнал которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контроллера.

Для регулирования температуры расхода воды сигнал с выхода модуля аналогового сигнала ДА поступает на переключатель типа УП-5300, на выход которого подключен электрический исполнительный механизм типа КДУ-1 (поз. 35а) регулирующего клапана.

Для контроля регулирования расхода алюминатного раствора сигнал с выхода модуля аналоговых сигналов ДА поступает на блок переключателя УП-5300 (поз. 34б), на выход которого подключен электрический исполнительный механизм типа КДУ-1 (поз. 34а) на клапане.

Для контроля плотности алюминатного раствора установлен радиоизотопный плотномер типа ПР-1014И (поз. 49а), сигнал с которого поступает на модуль ввода аналоговых сигналов АЕ контролера.

4. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 Анализ опасных производственных факторов

Предприятие по производству глинозема представляет собой сложный производственный процесс, включающий механическую, гидрохимическую и термическую обработку глиноземсодержащей руды. Различие операций этой обработки в значительной степени и определяет различия условий труда. В дроблении, размоле мате-риала, гидрохимических отделениях, в отделениях спекания и кальцинации.

Производственная обстановка, в которой находится во время работы рабочий глиноземного производства, зависит от архитектурно-строительного оформления промышленных зданий и помещений, естественного и искусственного освещения, планировки и расстановки оборудования и его конструкции, а также от особенностей технологического процесса, используемых сырьевых материалов и получаемого продукта. Эти факторы определяют степень подготовленности рабочих мест к безопасному труду.

В настоящее время большинство операций глиноземного производства имеют высокую степень механизации и автоматизации, поэтому трудовая деятельность рабочих в основном сводится к контролю и регулированию технологических процессов. Однако немалая доля труда приходится и на немеханизированные производственные процессы, требующие значительных физических усилий. Основным рабочим профессии глиноземного производства требуется длительное хождение, особенно при обслуживании такого технологического оборудования, которое размещено на значительных площадях и имеет значительную высоту.

Производственная среда в отделении глиноземного производства неоднородна и содержит различные вредные примеси, выделяющиеся при ведении технического процесса. Причинами, как правило, является недостаточное совершенство процесса и оборудования, а также наличие токсических составляющих в промежуточных продуктах и готовой продукции. Одним из характерных гигиенических факторов глиноземного производства является наличие щелочных аэрозолей, уровень концентрации которых в воз-духе рабочего пространства определяет содержание щелочи в рабочих растворах и их температура, а также в организации воздухообмена и герметизации оборудования.

Другим важным гигиеническим фактором глиноземного производства является микроклимат: наличие высокой температуры воздуха обуславливается недостаточной теплоизоляцией или ее отсутствие на оборудовании. Температура на участках без теплоизоляции порой достигает от 45о до 80о С, а на участках с теплоизоляцией должно быть не более 40о С.

В отделении гидрохимической переработки сырья технологического процесса связано с выделением влаги и значительным выделением конвективного тепла. Так, в среднем тепловая нагрузка на 1 м3 помещения на узлах сгущения, выщелачивания и декомпозиции составила 1442,1 кДж/ч. В воздушной среде помещений гидрохимического передела имеются щелочные аэрозоли, причем в зимнее время она повышается в связи с уменьшением воздухообмена.

Таким образом, состояние здоровья работающих на любом участке глиноземного производства зависит от условий труда. Длительное воздействие неблагоприятных факторов может привести к заболеваниям или отравлениям. Это может иметь место там, где отсутствует необходимая мера профилактики, где грубо нарушаются санитарные нормы и правила техники безопасности.

4.2 Организационные мероприятия

4.2.1 Общие вопросы организации службы охраны труда

Организация охраны труда на глиноземном производстве осуществляется и регламентируется стандартом «Система управления охраны труда», которая едина для всех предприятий цветной металлургии.

Проверка состояния труда на участке. Участковая комиссия еженедельно в один день техники безопасности с 9 часов утра начинает обход. Замечания заносятся в журнал профилактической работы начальника участка. В этот же день результаты обсуждаются участковым советом, намечаются меры по устранению нарушений.