В Донецкой области в настоящее время накопилось около 3 млрд. т. промышленных отходов различных предприятий. Это породные отвалы угольных шахт и обогатительных фабрик, высокозольные шламы углеобогащения, золошлаки электростанций, глинистые вскрышные породы, отходы шамотного производства и т.д. В этих отходах содержится большое количество ценных компонентов, которые могут быть извлечены путем переработки. В частности, перечисленные высококремнистые промышленные отходы содержат значительное количество соединений алюминия и могут рассматриваться как потенциальное алюминийсодержащее сырье.

     Известные методы выделения алюминия из высококремнистого сырья можно разделить на две большие группы: щелочные и кислотные. При использовании щелочных методов алюминий переводят в водорастворимую форму в виде алюминатов. В большинстве случаев переработка такого сырья связана с большими энергетическими затратами и большими количествами дополнительных реагентов. Их эффективность резко падает с увеличением концентрации кремния и уменьшением содержания алюминия. Кислотные методы позволяют получить водорастворимый алюминий в виде солей соответствующих кислот. В случае переработки промышленных высококремнистых отходов более предпочтительными оказываются кислотные методы, в частности, сернокислотный метод.

     Существует две разновидности сернокислотного метода. В соответствии с первым предварительно обожженное при температуре 650-800°С глинистое сырье измельчают и при температуре 100-105°С обрабатывают в течение нескольких часов концентрированным водным раствором серной кислоты. При этом получают раствор сульфата алюминия, который выпаривают и получают кристаллический сульфат алюминия. По второму методу измельченное алюминийсодержащее сырье измельчают и спекают с серной кислотой при температуре 350-400°С. При этом получают спек, который можно использовать в качестве неочищенного коагулянта в процессах водоподготовки или получить из него кристаллический сульфат алюминия путем выщелачивания горячей водой и последующего выпаривания раствора. По нашему мнению, второй метод имеет определенные преимущества перед первым, так как характеризуется меньшими энергозатратами, меньшими объемами материальных потоков в производстве и большей технологической гибкостью. Основными показателями качества сульфата алюминия, на которые нужно ориентироваться при переработке являются массовая доля оксида алюминия, которая должна составлять, не менее 15%, массовая доля железа в пересчете на оксид железа (III), не более- 0,3%.

     Процесс поглощения сернистого ангидрида при отсутствии кислорода происходит согласно реакции:

     Для спекания с кислотой была взята порода предприятия «Донкерампромсырье», которое занимается получением нерудных полезных ископаемых. Ведется переработка Торецкого месторождения беложгущихся огнеупорных глин и тугоплавких глин. Балансовые запасы месторождения 16,9 млн. тонн, в год добывается 500-600 тыс. тонн. В различных пластах данного месторождения содержится Al2O3 от 15 до 33%, Fe2O3 от 0,9 до 2.3%.

     Для спекания используется порода Торецкого месторождения, содержание Al2O3 и Fe2O3 в которой соответственно равно 24% и 0,9%. Перед спеканием порода измельчалась и смешивалась с 86% серной кислотой. Спекание породы проходило в течении 30 минут при температуре около 350°С, при этом наблюдалось незначительное выделение газов. В результате процесса получился спек, который легко дробился. Полученный спек можно использовать как неочищенный коагулянт для водоподготовки, или выделить соль Al2(SO4)3•12H2O. Для этого образовавшийся спек выщелачивается горячей водой в соотношении 1:4, полученная мелкодисперсная суспензия фильтруется, а после полученный раствор выпаривается до образования кристаллической соли.

     Проведен химический анализ полученных солей на содержание железа и алюминия. Использовался фотоколориметрический анализ железа и комплексонометрический метод определения алюминия.

     Данные по проведенным исследованиям приведены в таблице.

     Таблица результатов

Показатель	Глина				Порода терриконов
	Номер пробы
	1	2	3	4
Содержание до спекания Al2O3 , %	24				-
Содержание до спекания Fe2O3 , %	0,9				-
Температура спекания, °С	700	350
Концентрация серной кислоты, %	86				85
Объем серной кислоты, мл	40				20
Масса спека, г	146	153	150	147	120
Масса сухого остатка после выщелачивания, г	82	75	88	85	80
Масса полученного продукта, г	67	59	65	71	34
Содержание железа в продукте, %	0,21	0,36	0,36	0,45	3,20
Содержание железа в пересчете на Fe2O3 , %	0,30	0,51	0,51	0,64	4,57
Содержание алюминия, %	7,36	4,20	7,16	7,82	5,32
Содержание Al2(SO4)3 , %	46,56	45,52	45,60	49,35	33,70
Содержание сульфатов, %	47,08	56,00	50,70	57,15	49,75

     Как следует из данных таблицы, концентрация оксида железа в продукте превышает допустимую. Это означает, что требуется дополнительная очистка от соединений железа. Однако даже такой продукт может быть использован в качестве эффективного коагулянта для очистки воды, так как сульфат железа также обладает высокими коагулирующим действием

     В дальнейшем планируется проведение спекания с серной кислотой проб из пластов глины другого состава и других промышленных отходов.