Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Аннотация Приведены результаты экспериментального изучения влияния кальцийсодержащих реагентов на процесс довыщелачивания красных шламов, полученных из бокситов Тиманского месторождения по параллельному способу Байер-спекание. Методами РФА и ЭДРА определен фазовый состав продуктов взаимодействия. Ключевые слова: красные шламы, переработка, довыщелачивание, оксид кальция. PHYSICO-CHEMICAL FUNDAMENTALS OF LEACHING OF RED MUD OF ALUMINOUS PRODUCTION S. А. Bibanaeva1, L. A. Pasechnik1, V. M. Skachkov1, N. А. Sabirzyanov1, E. M. Lebedeva1, V. N. Koryukov2 1Federal State Government-Financed Research Institution Institute of Solid State Chemistry of the Ural Branch of the RAS, Yekaterinburg, Russia 2 Ural Federal University Named after the First President of Russia B. N. Yeltsin, Yekaterinburg, Russia Abstract The results of the experimental study of the effect of calcium-containing reagents on the additional leaching of red muds obtained from Timan bauxites by a parallel of Bayer sintering method, are presented. The phase composition of interaction products is determined by X-ray diffraction and energy- dispersive X-ray analysis. Keywords: red mud, processing, leaching, calcium oxide. За время многолетней эксплуатации глиноземного цеха Уральского алюминиевого завода построено три шламохранилища, в которых накоплено более 63 млн т красных шламов. Шламоотвал 1 занимает площадь 80 га, он полностью рекультивирован, покрыт слоем плодородной почвы толщиной не менее 0,5 м и засеян травой. Шламоотвал 2 состоит из двух карт общей площадью 190 га. Карта 1— 90 га полностью отработана, шлам намыт до отметки 26 м. Начата рекультивация карты: шлам покрывают строительным мусором, вскрышными породами щебеночного карьера, шламом очистных сооружений бытовой канализации и почвой со строительства шламоотвала. Шламоотвал 3 — планируемая площадь 247 га, планируется заполнить за 30-35 лет. Примерно подобная же картина и на Богословском алюминиевом заводе: шламохранилища занимают площадь более 400 га, накоплено в них более 40 млн т красных шламов. Шламохранилища, как мины замедленного действия, таят в себе постоянную экологическую угрозу. Они аккумулируют дождевые стоки, постоянно есть опасность проникновения ядовитых стоков в окружающую среду. Поэтому от службы эксплуатации требуется постоянный контроль за состоянием шламовых полей и обеспечение баланса шламохранилищ по воде и шламу. Поля занимают огромные площади, сотни гектаров земли, которые нередко превосходят площади заводов, а затраты на строительство каждого шламохранилища исчисляются десятками миллионов рублей. И пока экологи подсчитывают урон, наносимый шламовыми полями окружающей среде, ученые пытаются найти способ утилизации красных шламов, так как эти отходы представляют собой огромный источник многих ценных компонентов, они содержат в своем составе железо (до 40 %), алюминий (до 16 %), а также кальций, кремний, титан, цирконий, ниобий, галлий, скандий, иттрий и даже золото [ 1 ]. В работе представлены результаты исследования по изучению влияния кальцийсодержащих добавок на степень извлечения алюминия в раствор при автоклавном выщелачивании красных шламов глиноземного производства. Для эксперимента применяли красный шлам, полученный из бокситов Тиманского месторождения, оборотный раствор, в качестве кальцийсодержащих добавок использовали известь марки «ч. д. а» [2] и поверхностно-карбонизированную известь (ПКИ) [3] в количестве 3 мас. %. Ранее проведены исследования по изучению влияния добавки ПКИ на показатели процесса автоклавного выщелачивания бокситов [4]. Показано, что использование ПКИ в качестве активной добавки позволяет увеличить степень выщелачивания глинозема в раствор и увеличить кремневый модуль алюминатного раствора. Эксперименты проводились в лабораторном автоклаве серии 4560 компании “Parr” при температуре 250 °С в течение 2 ч. Полученные продукты взаимодействия исследовались различными физико-химическими методами. По результатам РФА установлено различие фазовых составов полученных твердых осадков (рис.). Основная фаза твердых осадков представлена гематитом. В осадках с добавлением извести марки «ч. д. а.» содержание гидроалюмосиликатов натрия (ГАСН) значительно превышает его содержание в осадках с использованием ПКИ. Тогда как в осадках с добавлением ПКИ преобладают кальциевые гидроалюмосиликаты, что является положительным моментом, снижая потери натрия из раствора с твердым осадком шлама. 819