Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва, Россия:

Б. Г. Балмаев, ведущий научный сотрудник, лаборатория физикохимии и технологии алюминия, эл. почта: 3.boris@gmail.com

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:
С. С. Киров, доцент, кафедра цветных металлов и золота, эл. почта: kirovss@list.ru
М. А. Иванов, аспирант, кафедра цветных металлов и золота, эл. почта: ivanov@misis.ru
В. И. Пак, аспирант, кафедра цветных металлов и золота, эл. почта: pakvi@misis.ru

Исследован процесс фильтрования алюминийсодержащей солянокислой пульпы после выщелачивания каолиновой глины соляной кислотой. Построена комплексная вероятностно-детерминированная модель процесса фильтрования с учетом влияния факторов выщелачивания каолиновой глины. Изучено влияние гидродинамических и физико-химических факторов на производительность и скорость фильтрования. Получены частные зависимости производительности фильтрования от температуры, крупности материала, количества добавляемого полиакриламида и коэффициента кислотности. Установлено, что наибольшее влияние на процесс фильтрования солянокислой пульпы оказывают температура и полидисперсность системы. Математическая модель процесса фильтрования, полученная после корректировки уравнения Протодьяконова по распределению Рэлея, была использована для оптимизации и прогнозирования процесса. Меняя исходные условия процесса выщелачивания каолиновой глины, можно прогнозировать производительность процесса фильтрования за пределами изучаемого интервала, где экспериментальная проверка является экономически нецелесообразной. Определены наилучшие условия фильтрования солянокислых пульп, полученных после выщелачивания каолиновых глин: температура — 70 ^оC, крупность материала — 10 % класса –0,2+0,08 мм и –0,08 мм, количество добавляемого флокулянта — 30 мг/л, коэффициент кислотности — 1,3. Расчеты, проведенные с помощью модели, показали, что производительность процесса фильтрования при этих параметрах достигает максимального значения 205,9 кг/(м²·ч), а полученная в ходе эксперимента в этих условиях — 200,3 кг/(м²·ч).

Работа проведена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в рамках выполнения обязательств по Соглашению о предоставлении субсидии от «02» ноября 2015 г. № 14.581.21.0019 (уникальный идентификатор соглашения RFMEFI58115X0019).

1. Малышев В. П. Вероятностно-детерминированное отображение. — Караганда : Гылым, 1994. — 370 с.
2. Протодьяконов М. М., Тедер Р. И. Методика рационального планирования эксперимента. — М. : Наука, 1970. — 74 с.
3. Жужиков В. А. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. — М. : Химия, 1980. — 400 с.
4. Suss A. G., Damaskin A. A., Senyuta A. S., Panov A. V., Smirnov A. A. The influence of the mineral composition of lowgrade aluminum ores on aluminum extraction by acid leaching // Light Metals. 2014. P. 105–109.
5. Senyuta A. S., Panov A. V., Damaskin A. A., Smirnov A. A. Study of filtration and washing of residue after HCl leaching of kaolin clay // Light Metals. 2015. 20 February. P. 127–130.
6. Айлер Р. Химия кремнезема. — М. : Мир, 1982. Т. 1, 2. — 1127 с.
7. Чукин Г. Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезема. — М. : ООО «Принта», 2008. — 172 с.
8. Seri O. Polarization curve and its analysis of aluminum in aluminum chloride solution // Zairyo to Kankyo / Corrosion Engineering. 2013. Vol. 62, No. 12. P. 488–494.
9. Balmaev B. G., Tuzhilin A. S., Shebalkova A. Y., Rozhkov D. Y. Some physicochemical properties of aluminum and iron chloride solutions // Russian Metallurgy (Metally). 2016. No. 11. 1 November 2016. P. 1087–1091.
10. Лиходед А. Д., Запольский А. К., Сажин В. С. Сернокислотная переработка высококремнистого алюминиевого сырья. — Сумы, 1972. С. 146–155.
11. Ivanov V. V., Kirik S. D., Shubin A. А., Blokhina I. A., Denisov V. M., Irtugo L. А. Thermolysis of acidic aluminum chloride solution and its products // Ceramics International. 2013. Vol. 39, No. 4. P. 3843–3848.
12. Лайнер А. И. Производство глинозема : учебное пособие. — М. : Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1961. — 620 с.
13. Лайнер Ю. А. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. — М. : Наука, 1982. — 208 с.
14. Запольский А. К., Баран А. А. Коагулянты и флокулянты в процессах очистки воды. — Л. : Химия, 1987. — 208 с.
15. Запольский А. К. Сернокислотная переработка высококремнистого алюминиевого сырья. — Киев : Наукова думка, 1981. — 208 с.
16. Балмаев Б. Г., Тужилин А. С., Киров С. С., Шебалкова А. Ю. Математическое моделирование и оптимизация процесса получения гидроксохлорида алюминия // Цветные металлы. 2017. № 3. С. 57–62.