23379

مطالعه آزمايشگاهي فرايند ترسيب آلومينيوم هيدروكسيد

كارشناسي ارشد

مهندسي شيمي

1397

1399/12/18

دكتر سلمان موحدي راد - دكتر امير چرخي

علي غفاري نژاد

مهندسي شيمي، نفت و گاز

با توجه به زمان زياد مرحله ترسيب نسبت به ساير مراحل فرايند باير و همچنين تاثير مستقيم بر ميزان خالص محصول توليدي، مرحله ترسيب به گلوگاه فرايندي چرخه باير تبديل شده است. در پژوهش حاضر به منظور افزايش راندمان واحد ترسيب كارخانه آلوميناي ايران، ابتدا با استفاده از داده‌هاي مربوط به واحد صنعتي و با توجه به قوانين كاهش مقياس يك نمونه از تانك‌هاي واحد ترسيب در مقياس آزمايشگاهي با ضريب كاهش مقياس خطي 100/1 ساخته شد، با توجه به اينكه راهكارهاي فرايندي ارائه شده بر مبناي نتايج اين مطالعه بايستي امكان اجرا در مقياس صنعتي را داشته باشند، در مرحله مطالعاتي راهكارهايي با در نظر گرفتن اين هدف ارائه شدند. اين راهكارها عبارتند از تاثير مدول آلومينا (α)، فوق‌اشباعيت، جرم جوانه، فعال‌سازي جوانه، دورهمزن، دما، ميدان مغناطيسي و افزودني‌ها كه قابليت صنعتي شدن را دارند. لذا اين پارامترها در مرحله آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفتند. پس از حدود 30 آزمايش، با توجه به اينكه غالب پارامترهاي عملياتي اثر هم‌پوشاني دارند، نياز به يافتن شرايط بهينه به وضوح ديده مي‌شود، لذا از نرم افزار Design Expert و روش سطح پاسخ (RSM) براي بهينه‌سازي پارامترها استفاده شده است. نتايج رضايت‌بخشي از اين آزمايش‌ها حاصل شده است، براي مثال استفاده از روش فعال‌سازي حرارتي و همچنين راه‌اندازي مجدد هيدروسيكلون بازده فرايند را تا 3% افزايش مي‌دهند. آزمايش‌هاي بهينه‌سازي نشان داده‌اند كه انجام فرايند در شرايط بهينه با دماي ºC 50، دورهمزن rpm 230 و غلظت جوانه‌ي g/l 327 مي‌تواند راندمان فرايند ترسيب را در مقياس آزمايشگاهي تا حدودا 53% بهبود ببخشد. با توجه به اينكه هر درصد افزايش راندمان حدودا 2100 تن توليد سالانه را افزايش مي‌دهد، در نتيجه با توجه به راندمان كنوني واحد ترسيب و ميزان راندمان بدست آمده در شرايط بهينه، امكان افزايش ميزان توليد سالانه در حدود 18000 تن وجود دارد.

1400/01/28

Experimental study of Aluminum hydroxide precipitation

3/8/2021 12:00:00 AM

The precipitation stage is the bottleneck of the Bayer process for alumina production due to its high residence time in comparison with other stages and also its direct effect on the net yield of the plant. In the present study, aiming to increase the efficiency of precipitation unit located in Iran Alumina Co., using industrial data and with concern to the scale up/down strategies a sample of precipitation tanks with scale down ratio of 1:100 has been made. According to the need for operability of proposed strategies, some have been selected in exprimental phase for further investigation. This parameters include effect of module of alumina (α), supersaturation, seed concentration, seed activation, agitation rate, temperature, magnetic field and additives. Furthermore, these parameters have been studied in the experimental phase. After about 30 sets of experiment, since a strong pull-push effect between parameters has been observed, response surface method (RSM) with the help of Design Expert software was employed to optimize the parameters. The results were promising. For instance, using seed activation method and reoperating the hydro-cyclone could increase the precipitation efficiency up to 3%. The optimization experiments showed that in the optimized situation at 50 ℃, agitation rate of 230 rpm and seed concentration of 327 g/L, the precipitation efficiency could increase up to 53% in 58 h in the lab-scale tank. With respect to the fact that each percent of efficiency can increase the net annual yield about 2100 tones, the plant annual production rate can be increased about 18000 tones at the optimum condition obtained from lab-scale experiments.

فرايند باير , ترسيب , كاهش مقياس , هيدروكسيد آلومينيوم , راندمان

Bayer Process , Precipitation , Scale Down , Aluminium Hydroxide , Efficiency