वर्तमान में, दुनिया भर में एल्यूमिना के उत्पादन के लिए तीन मुख्य प्रक्रियाएँ हैं: बायर प्रक्रिया, सिंटरिंग प्रक्रिया, और बायर -सिंटरिंग संयुक्त प्रक्रिया। बायर प्रक्रिया एक प्रमुख स्थान रखती है, जो वैश्विक एल्यूमिना उत्पादन का 95% से अधिक के लिए जिम्मेदार है। मेरे देश में, बायर प्रक्रिया का उपयोग करके उत्पादित एल्यूमिना का अनुपात भी 90% से अधिक है, और यह अनुपात धीरे-धीरे बढ़ रहा है।
1.1 बायर प्रक्रिया प्रवाह
बायर प्रक्रिया का उपयोग करके एल्यूमिना उत्पादन की मूल प्रक्रिया में कच्चा अयस्क घोल तैयार करना, उच्च दबाव लीचिंग, निक्षालित अयस्क घोल का पतला होना और लाल मिट्टी को अलग करना और धोना, बीज क्रिस्टल का अपघटन, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को अलग करना और धोना, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड का कैल्सीनेशन, मदर लिकर वाष्पीकरण और सोडियम कार्बोनेट मोनोहाइड्रेट के साथ दहन शामिल है।
कुचलने के बाद, कच्चे अयस्क का घोल बनाने के लिए बॉक्साइट को चूने और बीज वाष्पीकरण मातृ शराब (परिसंचारी मातृ शराब) के साथ पीस लिया जाता है। फिर, Al2O3 को उच्च तापमान पर अयस्क से निक्षालित किया जाता है, जिससे सोडियम एलुमिनेट घोल और अघुलनशील अवशेष (लाल मिट्टी) से बना निक्षालित अयस्क घोल प्राप्त होता है। घोल को लाल मिट्टी धोने वाले तरल से पतला किया जाता है, और फिर सोडियम एलुमिनेट घोल और लाल मिट्टी को एक निपटान टैंक में अलग किया जाता है। लाल मिट्टी को धोया जाता है और लाल मिट्टी के भंडार में छोड़ दिया जाता है। शुद्ध सोडियम एल्युमिनेट घोल को एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड बीज क्रिस्टल जोड़कर, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को अवक्षेपित करके विघटित किया जाता है। मूल शराब से अलग होने के बाद, एल्युमीनियम हाइड्रॉक्साइड को धोया जाता है और तैयार एल्यूमिना प्राप्त करने के लिए कैलक्लाइंड किया जाता है। मदर लिकर और वाशिंग तरल को वाष्पित और सांद्रित किया जाता है और बॉक्साइट के अगले बैच को घोलने के लिए वापस लौटा दिया जाता है। मदर लिकर के वाष्पीकरण के दौरान, Na₂CO₃·H₂O की एक निश्चित मात्रा क्रिस्टलीकृत होती है और मदर लिकर से अवक्षेपित होती है। इसे अलग किया जाता है और NaOH घोल बनाने के लिए Ca(OH)₂ के साथ मिलाया जाता है, जिसे बाद में वाष्पित मातृ शराब के साथ बैचिंग के लिए गीली मिल में भेजा जाता है।
1.2 सोडा-चूना सिंटरिंग प्रक्रिया प्रवाह
बायर प्रक्रिया से पहले, एल्यूमिना मुख्य रूप से सिंटरिंग के माध्यम से प्राप्त किया जाता था। हालाँकि, सिंटरिंग द्वारा उत्पादित तैयार एल्यूमिना की खराब गुणवत्ता, जटिल प्रक्रिया और उच्च ताप खपत के कारण, बायर प्रक्रिया के आगमन के बाद सिंटरिंग विधि धीरे-धीरे समाप्त हो गई थी।
मेरे देश का बॉक्साइट अपेक्षाकृत निम्न ग्रेड वाला मोनोहाइड्रेट गिब्साइट प्रकार का है। इसलिए, शुरुआती चरणों में, एल्यूमिना का उत्पादन मुख्य रूप से सोडा {{1}लाइम सिंटरिंग विधि या बायर {{2}सिंटरिंग संयुक्त प्रक्रिया का उपयोग करके प्राप्त किया गया था। तकनीकी सुधारों के साथ, बायर प्रक्रिया धीरे-धीरे प्रभावी हो गई है।
एल्यूमिना उत्पादन के लिए सोडा - लाइम सिंटरिंग प्रक्रिया में मुख्य रूप से कच्चे माल की तैयारी, सिंटरिंग, क्लिंकर लीचिंग, डीसिलिकेशन, कार्बोनेशन अपघटन, कैल्सीनेशन और अपघटन मातृ शराब का वाष्पीकरण शामिल है।
कच्चा माल तैयार करने का चरण: बॉक्साइट कच्चे भोजन में बॉक्साइट, चूना पत्थर (या चूना), नया सोडा ऐश (प्रक्रिया में क्षार के नुकसान की भरपाई के लिए उपयोग किया जाता है), पुनर्नवीनीकृत मातृ शराब और अन्य पुनर्नवीनीकरण सामग्री शामिल होती है।
सिंटरिंग चरण: मुख्य रूप से सोडियम एलुमिनेट, सोडियम फेराइट और कैल्शियम ऑर्थोसिलिकेट युक्त क्लिंकर का उत्पादन करने के लिए कच्चे भोजन की उच्च तापमान सिंटरिंग।
क्लिंकर लीचिंग: क्लिंकर से सोडियम एल्यूमिनेट को एक घोल में स्थानांतरित करना, अघुलनशील अवशेषों (लाल मिट्टी) को अलग करना और धोना।
डीसिलिकेशन: घोल में प्रवेश करने वाले सिलिका से अघुलनशील यौगिकों को अलग करके एक उच्च {{0}सिलिका-सूचकांक सोडियम एल्युमिनेट सांद्रण का उत्पादन किया जाता है।
कार्बोनेशन अपघटन: सोडियम एल्युमिनेट घोल CO2 के साथ विघटित होता है। अवक्षेपित एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को सोडियम कार्बोनेट मदर लिकर से अलग किया जाता है, और एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को धोया जाता है। कुछ प्रक्रिया स्थितियों के लिए आवश्यक कास्टिक क्षार समाधान प्राप्त करने के लिए समाधान का एक हिस्सा बीज क्रिस्टल अपघटन से गुजरता है।
कैल्सीनेशन: एल्यूमिनियम हाइड्रॉक्साइड को एल्युमिना में कैल्सीन किया जाता है।
अपघटन मातृ मदिरा का वाष्पीकरण: वाष्पीकरण के दौरान अतिरिक्त पानी हटा दिया जाता है। वाष्पीकरण के बाद प्राप्त पुनर्नवीनीकरण मातृ शराब का उपयोग कच्चे माल का घोल तैयार करने के लिए किया जाता है।
1.3 बायर-सिंटरिंग संयुक्त प्रक्रिया प्रवाह
बायर प्रक्रिया और सिंटरिंग प्रक्रिया के अलावा, बायर - सिंटरिंग संयुक्त प्रक्रिया ने भी मेरे देश में एल्यूमिना उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। रासायनिक संरचना, खनिज संरचना और बॉक्साइट की अन्य स्थितियों के आधार पर, संयुक्त प्रक्रिया को तीन बुनियादी प्रक्रियाओं में विभाजित किया गया है: समानांतर, श्रृंखला और संकर। उनमें से, चीनी एल्यूमिना उद्यम मुख्य रूप से हाइब्रिड प्रक्रिया का उपयोग करते हैं।
हाइब्रिड प्रक्रिया एक ऐसी विधि है जो श्रृंखला और समानांतर प्रक्रियाओं को जोड़ती है। हाइब्रिड प्रक्रिया के लिए लाल मिट्टी के क्लिंकर का एल्युमीनियम {{1}सिलिकॉन अनुपात 2.3 से कम नहीं होना आवश्यक है। एक हाइब्रिड प्रक्रिया संयंत्र को एक श्रृंखला प्रक्रिया संयंत्र और एक सिंटरिंग प्रक्रिया संयंत्र के संयोजन के रूप में माना जा सकता है। कार्बन अंशीकरण के माध्यम से एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के एक हिस्से का उत्पादन करके, बायर प्रक्रिया और सिंटरिंग प्रक्रिया की उत्पादन क्षमता को लचीले ढंग से समायोजित किया जा सकता है।