CHƯƠNG 2 LUẬN CHỨNG CHO SỰ CẦN THIẾT QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
2.2. Tổng quan dự án khai thác bauxite và chế biến alumin tại Tân Rai
2.2.2. Công nghệ sản xuất nhôm
Hình 2.4. Sơ đồ công nghệ sản xuất alumin
Quặng tinh từ khu đồng nhất và chứa quặng bauxite được đưa vào hệ thống
dd sau lọc
Bauxite Kiềm rắn
Vôi cục
Tôi vôi Nghiền
Khử silic
Huyền phù sau hóa tách Pha loãng
Tách cát
Dung dịch loãng Hàa tách
Lắng tách bùn đỏ
dd chảy tràn từ tb lắng Lọc dd Alumin
dd sau lọc Trao đổi nhiệt
Kết tinh hydrat
Phân loại hydrat
Hạt hydrat
Rửa hydrat dd tuần hoàn
Huyền phù
Nung Hydrat
Alumin thành phẩm
dd tuần hoàn
Hiệu chỉnh dd
Hòa lãng xút
Nước ngưng khu cô đặc dd
Cô đặc dd
Lọc mầm thô
Huyền phù mầm thô
Nước nóng
Khí than Nhà máy khí hóa
HT nước tuần hoàn Sữa vôi
dd sau kiềm hóa và khử muối
Kiềm hóa và khử muối
Nước sau rửa
Rửa bùn đỏ
Bùn đỏ lẫn nước
Bùn thải
Cát thải
dd sau rửa
máy nghiền hở. Tại đây, bauxite được nghiền ướt sau khi được hòa trộn với sữa vôi với nồng độ khoảng 180g/L và dung dịch tuần hoàn có hàm lượng Na2OK khoảng 168,47g/L; Na2Oc khoảng 12,4 g/L; Al2O3 khoảng 96,33 g/L. Hàm lượng chất rắn trong huyền phù sau nghiền ≈ 400 g/L với cỡ hạt 100% < 0,3 mm (50% < 0,12mm).
huyền phù sau nghiền được đưa tới thiết bị gia nhiệt để nâng nhiệt độ huyền phù từ 760C lên khoảng 1200C sau đó được đưa vào các bồn chứa khử silic có cánh khuấy trong khoảng thời gian 8h. Huyền phù sau khử silic sẽ được hòa trộn với dung dịch tuần hoàn để giảm hàm lượng chất rắn trong huyền phù xuống khoảng 200 – 250 g/L.
Sau đó được đưa đến các thiết bị gia nhiệt sơ cấp được cung cấp nhiệt bởi các thiết bị tách hơi trong khu vực hòa tách. Huyền phù sau khi được gia nhiệt sơ cấp được chuyển tới thiết bị thứ cấp để đảm bảo nhiệt độ huyền phù đưa vào hòa tách khoảng 1450C, áp suất 5at và thời gian hòa tách từ 45 – 60 phút. Huyền phù sau hòa tách có áp suất và nhiệt độ cao sẽ được đưa qua các thiết bị tách hơi sẽ được dùng để gia nhiệt cho huyền phù sau quá trình khử silic được chuyển sang Khu vực hòa tách (quá trình gia nhiệt sơ cấp). Huyền phù sau hòa tách được pha loãng bởi dòng tràn từ thiết bị rửa thứ nhất làm giảm nhiệt độ xuống còn khoảng 1020C và được đưa qua Cyclone tách cát. Phần tách cát ra sẽ được đưa qua hệ thống rửa để thu hồi xút và alumin quay lại dây truyền. Cát sau rửa được đưa ra bãi thải. Huyền phù sau tách cát sẽ được đưa vào thiết bị lắng hiệu suất cao. Tai đây, các chất rắn lơ lửng sẽ được tách ra khỏi dung dịch alumin hòa tan theo phương pháp lắng trọng lực dưới xúc tác của các chất trợ lắng tổng hợp. Phần bùn tách ra sẽ được đưa qua các thiết bị rửa ngược siêu cấp hiệu suất cao để tận thu xút và alumin hòa tan ở cặn bùn trước khi thải ra ngoài môi trường.
Dung dịch sau lắng – dung dịch chứa thành phần alumin hòa tan còn chứa một ít bã lơ lửng (< 200mg/L) sẽ được lọc bởi 4 thiết bị lọc màng (01 dự phòng). Dung dịch sau lọc với nồng độ chất rắn < 8mg/L sẽ được làm nguội bằng cách tro đổi nhiệt với dung dịch qua sử dụng. Hệ thống trao đổi nhiệt tấm ba cấp sẽ được sử dụng cho quá trình trao đổi nhiệt. Trong đó, hai nhóm của trao đổi nhiệt dạng tấm (hai thiết bị lắp nối tiếp cho mỗi nhóm) được lựa chọn cho trao đổi nhiệt giai đoạn 1, pha lạnh là dung dịch đã sử dụng. Hai nhóm của trao đổi nhiệt tấm (hai thiết bị lắp nối tiếp cho mỗi nhóm) được cho trao đổi nhiệt giai đoạn 2, pha lạnh là dung dịch đã qua sử dụng.
Hai nhóm của trao đổi nhiệt tấm (mỗi nhóm một thiết bị) được lựa chọn cho trao đổi nhiệt giai đoạn 3, các thiết bị sẽ được đặt tại đỉnh của bồn thứ nhất của quá trình kết
tinh giai đoạn 2, pha lạnh là nước làm mát tuần hoàn. Sau khi dung dịch aluminate được hạ nhiệt sẽ được hòa trộn với mầm tinh tạo ra dung dịch quá bão hòa có nhiệt độ
≈ 670C và được đưa vào 3 thiết bị tạo mầm. Sau khi qua giai đoạn tạo mầm, dung dịch aluminate sẽ được chảy tràn sang các thiết bị kết tinh cho quá trình phát triển tinh thể.
Mầm thô được bổ sung vào thiết bị kết tinh số 1 để tăng khả năng kết tinh, dưới tác dụng của mầm thô bổ sung, các tinh thể hydrate được kết tinh tới kích thước theo yêu cầu và được đưa sang quá trình phân ly. Dòng huyền phù hydrate được phân ly bởi hệ cyclone sơ cấp. Huyền phù huydrate được tách ra khỏi dung dịch huyền phù và được đưa tới khu vực lọc hydrate ở dạng cát làm nguyên liệu cho quá trình nung. Lò nung alumin sẽ nung hydrate ở nhiệt độ 1100 – 12000C bằng khí than (được cấp từ nhà máy khí hóa than) và tạo thành alumin. Alumin thu được sau khi nung sẽ được lưu vào kho và đóng bao thành sản phẩm xuất khỏi nhà máy. Trong trường hợp lò nung alumin bị hỏng hoặc có nhu cầu tiêu thụ trực tiếp hydrate, hydrate sẽ được lưu trữ trong kho chứa để xuất làm sản phẩm.
Dung dịch huyền phù sau hòa tách hydrate sẽ được đưa tới clyclone thứ cấp.
Tại đây mầm thô sẽ được tách ra khỏi dung dịch. Mầm thô sau khi được tách ra sẽ được lọc bằng máy lọc đĩa rồi cấp cho quá trình kết tinh. Dung dịch bao gồm mầm tinh và dung dịch đã qua sử dụng được đưa đến bể lắng mầm tinh và được phân tách bởi máy lọc băng để cung cấp mầm tinh cho quá trình tạo mầm. Dung dịch sau tách mầm tinh được chuyển tới khu vực trao đổi nhiệt rồi chuyển sang khu vực cô đặc, 40%
lượng dung dịch qua sử dụng được chuyển vào hệ thống cô đặc để tăng nồng độ Na2Ok
từ 135,74 g/L lên 250 g/L rồi đưa vào bồn hiệu chỉnh dung dịch, kết hợp với 60%
dung dịch qua sử dụng và bổ sung thêm 7,79 m3/h (nồng độ Na2Ok = 478,16 g/L) một lượng kiềm tạo thành dung dịch tuần hoàn.