Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

В. Н. Бричкин, зав. кафедрой металлургии
В. М. Сизяков, профессор
И. С. Облова, доцент
Д. В. Федосеев, аспирант

Эл. почта (общий): kafmet@spmi.ru

Рост потребления материалов на основе гидроксидов и оксидов алюминия высокой дисперсности с заданными свойствами приводит к развитию разнообразных способов их получения, многие из которых не рассчитаны на массовое производство подобной продукции и обладают низкой адаптацией к существующему металлургическому комплексу. Заметным потенциалом для решения этой задачи обладает современное производство глинозема, основанное на получении и последующей переработке щелочных алюминатных растворов с использованием приемов, хорошо известных в заводской практике. На основе анализа закономерностей массовой кристаллизации сформулированы технологические принципы осаждения гидроксидов высокой дисперсности из растворов глиноземного произ водства. При этом показано значение основных технологических факторов и физико-химической природы алюминатных растворов для направленного формирования фракционного состава осадков. По результатам экспериментальных исследований установлены динамический характер границы метастабильной устойчивости алюминатных растворов для системы Na₂O – Al₂O₃ – CO₂ – H₂O и ее расширение с понижением температуры, что позволяет прогнозировать сохранение данной зависимости и при переходе к системе Na₂O – Al₂O₃ – H₂O. Показаны существенные изменения в кинетике осаждения оксида алюминия из щелочных алюминатных растворов глиноземного производства и фракционном составе полученных продуктов при понижении температуры процесса карбонизации в диапазоне от 30 до 10 ^oC. Это позволяет высказать предположение о двойственном механизме формирования устойчивых кристаллических зародышей в условиях низких температур и возможности получения на этой основе осадков высокой дисперсности при нейтрализации алюминатных растворов промышленного состава.

Работа проведена при финансовой поддержке Российского научного фонда по Соглашению № 18-19-00577 от 26.04.2018 о предоставлении гранта на проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований.

1. Болдин М. С., Сахаров Н. В., Шотин С. В. и др. Композиционные керамики на основе оксида алюминия, полученные методом электроимпульсного плазменного спекания для трибологических применений // Физика твердого тела. Вестник Нижегородского университета имени Н. И. Лобачевского. 2012. № 6 (1). С. 32–37.
2. Стороженко П. А., Турков Г. О., Алешин А. И., Довганюк В. Ф. Подбор условий термообработки алюмооксидных носителей для повышения качества катализаторов селективного гидрирования // Катализ в промышленности. 2010. № 3. С. 49–54.
3. Ханамирова А. А. Влияние условий получения гидроксидов и оксидов алюминия на спекание и свойства керамики // Химический журнал Армении. 2007. № 4 (60). С. 664–676.

4. Wang Long, Zhang Ting’an, Lu Guozhi, Zhao Aichun, Ma Sida, Zhang Weiguang. Characterization of Activated Alumina Production via Spray Pyrolysis // Light Metals. The Minerals, Metals & Materials Series. 2017. P. 93–99.
5. Sizyakov V. M., Tikhonova E. V., Cherkasova M. V. Efficiency of oxide compounds of magnesium in purification of alumina industry solutions from organic impurities // Non-ferrous Мetals. 2013. No. 2. P. 23–26.
6. Рутман Д. С., Пермикина Н. М., Жолобова Л. С., Кудрявцева Т. И., Мытников А. В., Андреев Н. М. Получение активноспекающегося глинозема и корундовой керамики на его основе // Огнеупоры. 1975. № 9. С. 45–52.
7. Лысенко А. П., Наливайко А. Ю. Механизм получения гидроксида алюминия в электролизере и коагуляция мелких частиц во время седиментации в токопроводящих солевых растворах // Цветные металлы. 2015. № 1. С. 49–53.
8. Jinfeng Li, Wei Chen, Hai-xia Deng. Study of ultrafine α-Al₂O₃ powder preparation // 31^st International Conference of ICSOBA «Bauxite, Alumina, Aluminium industry in Russia and new global developments» : Travaux ICSOBA. 2013. Vol. 38, No. 42. P. 329–332.
9. Wang Xing Li. Alumina Production Theory & Technology. — Changsha : Central South University, 2010. — 411 p.
10. Freij S. J., Parkinson G. M. Surface morphology and crystal growth mechanism of gibbsite in industrial Bayer liquors // Hydrometallurgy. 2005. Vol. 78. P. 246–255.
11. Бричкин В. Н., Кремчеева Д. А., Матвеев В. А. Количественное влияние затравки на показатели массовой кристаллизации химических осадков // Записки Горного института. 2015. Т. 211. С. 64–70.
12. Бричкин В. Н., Сизякова Е. В. Рост и морфология гидроксида алюминия // Цветные металлы. 2006. № 9. С. 37–41.
13. Бричкин В. Н., Краславский А. Явление изотермического перехода метастабильных алюминатных растворов в лабильную область и перспективы его промышленного использования // Записки Горного института. 2016. Т. 217. С. 80–87.
14. Зеликман А. И., Вольдман Г. М., Беляевская Л. В. Теория гидрометаллургических процессов. — М. : Металлургия, 1983. — 424 с.
15. Ханамирова А. А. Глинозем и пути уменьшения в нем примесей. — Ереван : Изд-во АН Арм. ССР, 1983. — 243 с.