Легкие металлы, углеродные материалы | |
Название | Изучение кинетики и нахождение оптимальных параметров извлечения глинозема при выщелачивании бокситов Среднего Тимана |
DOI | 10.17580/tsm.2018.01.08 |
Автор | Логинова И. В., Шопперт А. А., Крючков Е. Ю. |
Информация об авторе | Уральский федеральный университет, Екатеринбург, Россия: И. В. Логинова, профессор кафедры металлургии цветных металлов, эл. почта: loginova_irina@mail.ru |
Реферат | Дана характеристика боксита Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР). Показано отличие данного сырья от перерабатываемого в настоящее время на Богословском алюминиевом заводе — бокситов Северо-Уральского бокситового рудника (СУБР). Выполнены рентгенофазовый и химический анализы бокситов СТБР, сделан вывод о необходимости классификации этого сырья как бокситов низкого качества. Для проведения эксперимента боксит предварительно измельчали до крупности –75 мкм более 90 %. В качестве реагента использовали синтетический щелочно-алюминатный раствор с каустическим модулем 3,3 и при концентрации 300 г/дм3 Na2O, приготовленный в лаборатории путем растворения в дистиллированной воде каустической щелочи и химически чистого гидроксида алюминия. До заданной в эксперименте концентрации раствор разбавляли дистиллированной водой. Для изучения выщелачивания боксита СТБР были поставлены эксперименты, в которых исходный материал смешивали с синтетическим раствором и помещали в лабораторный автоклав фирмы Parr объемом 1000 дм3. Далее пульпу выдерживали в нем при заданных температурах и времени выщелачивания. После выдержки пульпу охлаждали, разбавляли в два раза и фильтровали для отделения раствора от твердого остатка выщелачивания. Для нахождения оптимальных параметров процесса применили план эксперимента. Параметр «температура» варьировали на уровнях 180, 210 и 240 оC. Время изменяли от 30 до 120 мин с шагом 30 мин. Концентрацию оборотного раствора варьировали от 190,0 до 250,0 г/дм3 с шагом 30 г/дм3. Функцией отклика являлось извлечение глинозема в раствор. Результаты многофакторного эксперимента подвергали математической обработке. Получено уравнение множественной регрессии, на основе которого сделаны выводы об оптимальных параметрах процесса. Для изучения кинетических закономерностей процесса и объяснения повышенной степени извлечения глинозема в раствор по сравнению с теоретической были рассчитаны кажущиеся энергии активации извлечения глинозема в раствор и разрушения шамозита, установлены лимитирующие стадии данных процессов. Для снижения степени разложения шамозита предложено уменьшать температуру выщелачивания. Выявлено, что оптимальное извлечение глинозема 86 % достигается при времени выщелачивания 90 мин, температуре процесса 220 оC, концентрации оборотного раствора 240 г/дм3. Рекомендации предложено использовать в существующем технологическом цикле способа Байера на Уральском алюминиевом заводе, который в настоящий момент перевел технологию производства глинозема на использование исследованного в работе бокситового сырья СТБР. Работа выполнена при финансовой поддержке Правительства Российской Федерации, контракт № 10.7347.2017/8.9. |
Ключевые слова | Бокситы, кинетика выщелачивания, способ Байера, автоклавный процесс, математическая модель, глинозем, оптимизация процесса |
Библиографический список | 1. Smith P. The processing of high silica bauxites — Review of existing and potential processes // Hydrometallurgy. 2009. Vol. 98, Is. 1–2. August. P. 162–176. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |