ПОЛУЧЕНИЕ ГЛИНОЗЕМА ИЗ ОТХОДОВ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ

Рудик К.А., Артамонов В.Н.
VIII Міжнародна наукова конференція аспірантів і студентів «Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів», м.Донецьк, 2009.

Неплохие перспективы для форсирования развития алюминиевой промышленности открывает возможность использования в качестве сырья для получения глинозема отходов углеобогащения и угледобычи. Процент содержания окиси алюминия в угольных золах и прочих продуктах углепереработки может достигать до 40%, остальное — кремнезем и оксиды таких элементов как магний, железо и кальций.

В 1899г. химиком Байером открыт гидрохимический способ получения оксида алюминия из бокситов. Этот способ достаточно эффективный и простой, но только он может применяться при использовании высококачественных, низкокремнистых бокситов с небольшим содержанием примесей, мировые запасы которых ограничены. Широкое распространение получил способ спекания, сырьем для которого используются бокситы более низкого качества, нефелины, алуниты, глинистое сырье, каолиниты, каменноугольные золы, серициты и другие алюмосиликатные породы, запасы которых практически неисчерпаемы. Поэтому переработка этого сырья способом спекания на глинозем, несмотря даже на пониженное содержание оксида алюминия, вполне целесообразна и выгодна, так как побочными продуктами при способе спекания являются: сода, поташ, цемент. Если рассматривать достоинства и недостатки этих способов, то можно отметить, что способ Байера - самый дешевый и распространенный, но для его осуществления требуется высококачественное сырье, с минимальным содержанием примесей. Способ спекания - более дорогостоящий, но наиболее универсальный, так как требования к сырью более низкие. Немаловажный фактор, что способ спекания - это комплексный способ, так как кроме глинозема получают соду, цемент, поташ, что важно не только с экономической точки зрения, но и с экологической, так как комплексная переработка сырья снижает вредное воздействие и нагрузку на окружающую среду.

Основной принцип технологии спекания заключается в обработке сырья двумя видами кислот (обычно используются серная, сернистая, соляная или азотная) и спекания полученной смеси при высоких температурах. Алгоритм получения сульфата алюминия можно условно разделить на несколько этапов — подготовка сырья, первичная обработка, спекание, очистка и прокаливание. Предварительная обработка отходов углеобогащения предусматривает измельчение породы: шихта дробится и перемалывается (в среднем величина частиц помола варьируется от 200 до 250 мкм), производится дозировка отдельных компонентов сырья. После этого сырье вступает в реакцию с концентрированной кислотой (85%—90%). Далее проводится спекание полученной смеси, которая выдерживается в печи при температуре 420°С около полутора часов. Полученный спек промывается горячей (80— 90 °С) водой — в ходе этой процедуры образуется осадок сульфата алюминия. Следующий этап — очистка полученного сырья от примесей. Для этого некоторые исследователи предлагают использовать методику растворения сульфата алюминия в концентрированной HCl, при одновременном насыщении получаемой смеси газообразным хлороводородом. Еще один способ очистки — обработка сульфата алюминия стеариновой кислотой с последующей фильтрацией. Получение непосредственно глинозема осуществляется за счет прокаливания очищенного сульфата алюминия при температуре 900—1000°С — такой глинозем можно использовать в металлургических целях.

26.04.2009.