Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Витяг глинозему в реакціях алюмінатних розчинів з гідроалюмокарбонатом натрію

Зміст

Вступ

Глинозем є основним вихідним матеріалом для виробництва алюмінію. Крім цього він використовується і в інших сферах народного господарства: для виробництва спеціальних видів спеченной кераміки і електрокорунду, високоглиноземисті щільною і легковажною вогнетривкої кераміки. Також глинозем застосовується для нанесення покриттів для захисту металів від окислення, дії агресивних середовищ і ерозійного зносу. Ще глинозем додається в скляну шихту при варінні різних сортів скла: для виробництва електронно-променевих телевізійних прямокутних трубок і для стекол, стійких до радіоактивних випромінювань і нейтронів, для оптичних стекол, для виробництва жароміцної посуду і скляних волокон і т.д.

Алюміній - один з найважливіших стратегічних металів. Розвиток авіації, суднобудування, артилерії, танкобудування вимагає застосування великої кількості алюмінію і його сплавів. Алюміній заміщає багато кольорових металів, особливо мідь на лініях електропередачі і в виробництві різноманітної апаратури. Як замінник свинцю він застосовується при виробництві захисних оболонок кабелів, тюбиків та ін. Алюміній широко застосовується в будівництві цивільних споруд. Витрата алюмінію на будівництво складає, наприклад, в Канаді близько 30% від загального споживання, в США - понад 20%, в Японії 14%. Значна кількість алюмінію витрачається для виробництва предметів домашнього побуту, також упаковка і виготовлення контейнерів.

Мала щільність алюмінію, висока електропровідність, пластичність і стійкість до корозії дозволяють використовувати його в чистому вигляді і в сплавах з іншими металами в найрізноманітніших галузях промисловості.

Найважливіші галузі застосування алюмінієвих сплавів - машинобудування, електротехнічна, автомобільна, хімічна та металургійна промисловості, водяний і залізничний транспорт, виробництво предметів народного споживання, житлове будівництво.

Сировиною для отримання глинозему служать наступні мінерали і руди: алуніти, каоліни, нефеліни і боксити.

Отримання глинозему з руд здійснюється трьома основними способами: електролітичним, кислотним і лужним. Найбільш поширеним способом отримання глинозему є лужний метод Байєра, в ході якого оксид алюмінію видобувається з бокситів високого ґатунку.

Однак певним недоліком є труднощі утилізації червоних шламів, які накопичуються в шламосховищах.

Серед можливих схем отримання глинозему перспективний спосіб спікання з вапняком або крейдою. Так, у разі використання бесщелочного сировини отримують саморассипающіеся спеки, які в подальшому переробляють лужними методами, що включають стадії вилуговування глинозему, знекремнювання, карбонізацію і кальцинації.

1. Актуальність роботи

Реалізація способу вимагає використання такого дорогого компонента, як сода, що не є економічно доцільним при обробці мільйонів тонн відходів.

Для виділення Al (OH) 3 доцільно використовувати карбонізацію, оскільки поряд з гідроксидом алюмінію отримують розчин соди, який використовується як робочий розчин. Розглянуто нову схему процесу карбонізації алюмінатних розчинів, що включає утворення гідроалюмінокарбонату натрію в якості первинного продукту та його подальше перетворення в гідроксид алюмінію в реакції з алюмінатом натрію.

2. Мета і задачі дослідження

Основною метою є технологічне відділення алюминатного розчину від часу та простору. Процес отримання чистого гідроксиду алюмінію може бути здійснений таким чином, що процес карбонізації відбувається з утворенням GAKN і отримання з нього Al(OH)3.

Завдання полягає в отриманні експериментальних даних, які підтвердять нову схему процесу карбонізації алюмінатних розчинів.

Висновки

Основною причиною забруднення гідроксиду алюмінію і оксиду алюмінію, отриманих з неї при карбонізації алюмінатних розчинів, є виробництво гідроалумінокарбонату натрію на першій стадії процесу. Досвід показує, що для поліпшення якості Al(OH)3 необхідно відокремити процес на стадію утворення натрію гідроалюмокарбонату з наступною стадією його переробки в гідроксид алюмінію з використанням алюмінатного розчину.

Перелік посилань

  1. Клименко, А.А. О возможности получения глинозема из отходов угле- и горнодобывающей промышленности методом спекания бесщелочного сырья с известняком / А.А.Клименко, В.Н.Вечерко, Л.И. Кукоба, В.В.Шаповалов, В.И. Ванин // Научные труды ДонНТУ. Серия: Химия и химическая технология. – 2012. – №19 (199). – С. 151-157.
  2. Ханамирова, А. А. Глинозем и пути уменьшения содержания в нем примесей / Ханамирова А. А., отв. ред. И.З. Певзнер. – Ереван: Изд-во АН АрмССР, 1983. – 243 с
  3. Клименко, А.А. К вопросу о механизме выделения гидроксида алюминия из растворов алюмината натрия / А.А.Клименко, В.В.Шаповалов, Т.В.Колесник, Т.В.Шаповалова, А.А.Осовская // Научные труды ДонНТУ. Серия: Химия и химическая технология. – 2013. – №1 (20). – С. 158-166.
  4. Колесник, И.В. Инфракрасная спектроскопия / И.В. Колесник, Н.А. Саполетова ? М.: МГУ, 2011.? 88 с.
  5. Лайнер, А. И. Производство глинозема / А. И. Лайнер, Н. И. Еремин, Ю. А. Лайнер. М.: Металлургия, 1978. 420 с.
  6. Мазель, В. А. Производство глинозема / В.А. Мазель. - М.: Металлургиздат, 1955. - 430 с.
  7. Клименко А.А. О возможности получения глинозема из отходов угле- и горнодобывающей промышленности методом спекания бесщелочного сырья с известняком / В.Н. Вечерко, Л.И. Кукоба, В.В. Шаповалов, В.И. Ванин // Наукові праці ДонНТУ. Серія: Хімія і хімічна технологія. 2012. Вип. 19(199). С. 151-157.
  8. Томилов Н.П. Об условиях образования гидроалюмокарбонатов при взаимодействии алюминия с растворами карбонатов щелочных металлов / Н.П. Томилов, А.С. Бергер, А.И. Бойкова // Ж. нерган. химии. - 1969. Т. 14, № 3. С. 674-680.
  9. Абрамов, В. Я. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья / В.Я. Абрамов, И.В. Николаев, Г.Д. Стельмакова. - М.: Металлургия, 1985. - 288 с.