Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург, Россия:
Вайлерт А. В., аспирант, эл. почта: vailert@mail.ru
Пягай И. Н., старший научный сотрудник
Кожевников В. Л., директор
Пасечник Л. А., старший научный сотрудник
Яценко С. П., зав. лабораторией
Представлены результаты высокотемпературного автоклавного и спекательного довыщелачивания глинозема и щелочи из красных шламов глиноземного производства концентрированными растворами гидроксида натрия в присутствии добавок разного количества извести. Исследования проведены в интервале температур от 210 до 280 оС при варьировании времени выдержки от 1 до 4 ч. Выщелачивание спеченного или обработанного в автоклаве шлама проводили 10%-ным раствором щелочи или водой при температуре ~100 оС в течение 2 ч, включая нагрев и охлаждение пульпы. Охлажденную до комнатной температуры пульпу разделяли центрифугированием или вакуум-фильтрованием с выделением щелочно-алюминатного раствора. Максимальное (>70 %) извлечение глинозема из красного шлама в щелочно-алюминатный раствор достигнуто при следующих условиях: отношение CaO/SiO2 = 0,3; температура автоклавной обработки — 250 оС; выдержка в авто клаве — 1 ч. Повышение температуры до 280 оС увеличивает извлечение глинозема при прочих равных условиях ведения процесса в автоклаве еще на 7 %. Спекание шлама при отношении CaO/SiO2, равном 1,8 и 2,1, в течение 3 ч позволило извлечь 54,1 и 53,1 % глинозема в раствор соответственно. Представлены химические процессы разложения и превращения алюминийсодержащих фаз шламов в зависимости от состава шихты, температуры и времени обработки. Формирование кальцийсодержащих соединений в остатке шлама при больших добавках извести указывает на связывание и вывод алюминия из реакционной среды. В то же время небольшие добавки приводят к высвобождению алюминат-ионов и ионов натрия за счет разложения цеолитов. Подобраны условия максимального извлечения глинозема в раствор и снижения остаточного содержания натрия в шламе <1 %.
Работа выполнена при финансовой поддержке программ Президиума УрО РАН, проекты № 13-3-030-СГ, 13-П-3-1016.
1. Яковлев М. Г., Кусков В. Б., Утков В. А. // Цветные металлы. 2012. № 9. С. 49–51.
2. Яценко С. П., Сабирзянов Н. А., Пасечник Л. А., Пягай И. Н., Скачков В. М. // Экология и промышленность России. 2012. Ноябрь. С. 10–13.
3. Злоказов Б. Г., Шморгуненко Н. С., Утков В. А. // Цветные металлы. 1988. № 3. С. 39–40.
4. Газалеева Г. И., Мушкетов А. А., Сопина Н. А., Власов И. А. и др. // Сборник материалов IX Конгресса обогатителей стран СНГ. — М. : МИСИС, 2013. Т. 1. С. 141–143.
5. Яценко С. П., Пягай И. Н. // Химическая технология. 2009. Т. 10, № 4. С. 231–237.
6. Ковзаленко В. А. // Там же. 2008. Т. 9, № 10. С. 513–518.
7. Сизяков В. М., Тихонова Е. В. // Журн. прикл. химии. 2012. Т. 85, № 11. С. 1746–1750.
8. Федяев А. Н., Власов Е. А. // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического ин-та (технического ун-та). 2011. № 10. С. 22–27.
9. Sprauer J. W., Pearce D. W. // J. Phys. Chem. 1940. Vol. 44, N 7. Р. 909–916.
10. Miyata S. // Clays &Clay Minerals. 1983. Vol. 31, N 4. P. 305–311.
11. Линников О. Д., Никулин В. А., Пересторонина М. А., Подберезный В. Л., Черноскутов В. С. // Цветные металлы. 2006. № 2. С. 49–51.
12. Mamata M., Acharya S. // Light metals. 2010. Vol. 139. Р. 119–124.
13. Рызбекова А. Д., Ковзаленко В. А., Сатылганова С. Б., Едилова Б. Х. и др. // Комплексное использование минерального сырья. 2007. № 6. С. 86–89.
14. Никулин В. А., Зверев С. Б., Никитин Ю. Г., Подберезный В. Л. и др. // Сб. докл. Междунар. конгресса «Алюминий Сибири – 2008». — Красноярск : НТЦ «Легкие металлы», 2008. С. 371–373.