Новые возможности кислотного способа получения оксида алюминия (стр. 4 )

37. Отходы абразивного производства и их утилизация / СТИН. 2009. № 12. - С. 29-33.

38. Ушеров, из активизированных отходов производства вторичного алюминия для металлургического использования / , , // Энерго - и ресурсосбережение в производстве цемента и других вяжущих материалов: Сб. докл. междунар. конф. - Белград: Изд-во БелГТАСМ, 1997. – ч.1. - С. 162-163.

39. Ушеров, производства брикетов из алюмосодержащего материала. Патент РФ № 000 - Опубл. Б. И. 1997. № 28. С. 18.

40. Саркисов, различных производств — сырье для получения строительных материалов / // Экология и промышленность России. - 2001. - № 3. - С. 4-7.

41. Абдрахимова, E. С. Использование отходов цветной металлургии в производстве керамических материалов / , // Огнеупоры и техническая керамика. — 2005. —№ 12. - С. 35-42. Чусовитина, металлургической промышленности – сырье для производства огнеупоров / , , и др. // Огнеупоры. - 1992. - № 2. - С. 23-25.

43. Плинер, изготовления керамических изделий из алюминиевых шлаков/ , . Патент РФ 2163227 – Опубл. Б. И. 20.07.2010. № 7. С. 1.

44. Перепелицын, состав и применение высокоглинозёмистого техногенного сырья / , , // Труды Института геологии и геохимии им. академика . -2011. -№ 158. - С. 173-178.

45. Industrial Minerals. – 1995-2002, Mineral Commodity Summaries, U. S. Department of the interior, U. S. geological Survey. – 2000-2003.

46. Заявка на патент № 000/04, Российская Федерация, МПК 7 C01C1/00 Способ производства гидросульфата аммония [тескт] / (RU). – заявл. 14.02.2012 г.

Тезисы

Новые возможности кислотного способа получения оксида алюминия

, (Уральский федеральный университет, г. Екатеринбург)

, (ООО "Промышленная инновация", г. Екатеринбург)

Для разработки технологии получения из многокомпонентных природных или техногенных материалов, например красного шлама алюминиевого производства, чистого оксида алюминия, оксидов железа, оксидов кремния необходимо оценить технологические возможности гидросульфата аммония (по сравнению с традиционной технологией с использованием серной кислоты) по выщелачиванию щёлочей, железа и алюминия.

На первом этапе для проверки технологических возможностей гидросульфата аммония по разложению алюминий содержащего сырья были проведены сравнительные эксперименты по эффективности выщелачивания красных шламов серной кислотой и гидросульфатом аммония.

Для экспериментов была отобрана проба отвального красного шлама на ОАО "УАЗ" г. Каменск-Уральский. Шлам содержит, мас. %: SiO2 – 9,24, Al2O3 – 15,15, Fe2O3 – 53,70, TiO2 – 3,31, P2O5 – 0,99, CaO – 10,42, MgO – 0,025, Na2O – 3,01, K2O – 0,086, V2O5 – 0,068, Cr2O3 – 0,047, MnO – 0,079, SO3 – 1,77.

Выщелачивание исследуемых проб проводили в лабораторной установке при нормальном давлении. Сравнительные исследования по возможности отмывки красных шламов от щёлочей проводились при низких концентрациях реагентов.

Полученные результаты выщелачивания представлены в таблице 2.

Таблица 2. – Сравнительные результаты выщелачивания красного шлама при низких отношениях Т : Ж

Показатель	Серной кислотой	Сульфатом аммония
1	2	3	4	5	1	2
Т : Ж	1 : 10	1 : 10	1 : 14	1 : 14	1 : 14	1 : 14	1 : 14
Время выщелачивания, мин	30	60	20	30	30	30	30
Температура, 0С	20	68	68	кипение	68	68	кипение
Концентрация реагента, %	5	5	3,6	3,6	3,6	8,45	8,45
% уменьшения массы	24,0	29,0	23,7	18,3	21,0	22,7	23,0
% извлечения целевых продуктов, Na+	92	96,0	95	96	94	94	95

Из данных табл. 2 видно, что предложенный способ позволяет проводить отмывку щёлочей из глинозёмистого сырья гидросульфатом аммония с эффективностью полностью совпадающей с эффективностью отмывки щёлочей серной кислотой. Разница в изменении массы связана с образованием различного количества малорастворимого гипса.

На втором этапе были проведены сравнительные эксперименты по эффективности выщелачивания железа и алюминия из красных шламов серной кислотой и гидросульфатом аммония.

Таблица 3. – Сравнительные результаты выщелачивания красного шлама при высоких отношениях Т : Ж и кипячении

Показатель	Серной кислотой	Сульфатом аммония
1	2	3	1	2	3
Т : Ж	1 : 30	1 : 30	1 : 30	1 : 30	1 : 30	1 : 30
Время выщелачивания, мин	60	60	60	60	60	60
Концентрация реагента, %	20	25	65	35,2	46,9	58,7
% уменьшения массы	82,67	86,00	76,33	76,33	84,67	85,00
% извлечения целевых продуктов,
Al	72,16	75,38	79,22	68,31	75,78	77,20
Ca	94,58	95,89	36,59	73,19	80,25	78,61
Fe	70,91	79,50	98,34	58,80	76,46	60,25

Выделенный гидроксид алюминия перерабатывается на глинозём или другие высокоглинозёмистые продукты, а сульфат аммония регенерируется в гидросульфат аммония и аммиак.

Из данных табл. 2 и 3 видно, что предложенный способ позволяет проводить сернокислотное разложение загрязнённого глинозёмистого сырья гидросульфатом аммония с эффективностью, сравнимой с методом, использующим чистую серную кислоту – растворение не менее 85 мас. % пробы при максимальной концентрации сульфата аммония 59 % в сравнении с 87 мас. % при использовании 65 % серной кислоты. В результате выщелачивания получается раствор, содержащий сульфаты алюминия, железа, щелочных и щелочноземельных и редкоземельных металлов, из которого дробной нейтрализацией аммиаком выделяются гидрооксиды алюминия, железа и щёлочноземельных металлов с примесью редкоземельных металлов с получением раствора сульфата аммония и щёлочных металлов. Из раствора сульфат аммония кристаллизуется аммиаком, аммиак из раствора отгоняется кипячением, в конечном растворе остаются сульфаты щелочные металлы, которые выделяются выпариванием. Нерастворимый остаток (13–26 мас. %) содержит оксиды кремния и титана, двойные сульфаты в которых один из сульфатов -сульфат кальция. Благородные металлы останутся в нерастворимом остатке.

После дробного осаждения в качестве продуктов процесса получаются гидрооксид алюминия с содержанием Al(OH)3 не менее 99,5 мас. %, гидрооксид железа с содержанием Fe(OH)3 не менее 95,0 мас. %, гидроксид магния, содержащий редкоземельные элементы и прочие примеси, и раствор сульфата аммония и сульфатов щёлочных металлов. Выделенный гидроксид алюминия перерабатывается на глинозём или другие высокоглинозёмистые продукты, гидрооксид железа – на оксид железа для пигментов или металлургического производства, гидроксид магния, содержащий редкоземельные элементы и прочие примеси, перерабатывается на концентрат редкоземельных элементов, а кристаллический сульфат аммония из раствора регенерируется в гидросульфат аммония и аммиак и возвращается в технологию.

Выводы:

Предложена технология переработки комплексных глинозёмсодержащих материалов с получением чистого гидрооксида алюминия в коллоидной высокоактивной форме, как сырья для производства высокоглинозёмистых материалов, как традиционных – технического глинозёма, высокоглинозёмистого шамота, плавленого корунда или муллита, так и других видов глинозёмов.