Труды КНЦ вып.4(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 3/2020(11)

количества испаряемой влаги указанные способы позволяют значительно снизить потребление топлива и, соответственно, выбросы углекислого газа. Однако для них, как и для мокрого спекания, окупаемость производства будет достигаться только при переработке белитового шлама в товарный продукт, например в портландцемент. В настоящее время, ввиду снижения спроса на цемент, существующие предприятия по его производству работают на нагрузке порядка 60 % от номинальной. Остальные недостатки мокрого способа спекания будут сохраняться и для рассмотренных новых способов спекания. Гидрохимические способы переработки разработаны В. Д. Пономарёвым, В. С. Сажиным и Л. П. Ни [2-5]. По данным способам предлагается производить автоклавную обработку нефелинового концентрата концентрированным раствором извести. Оксид кремния, содержащийся в нефелиновом концентрате, образует нерастворимые соединения с оксидом кальция и выводится в виде шлама монокальциевого или двухкальциевого силикатов. Раствор после отделения шлама перерабатывается с получением глинозёма и содопродуктов. По разработанным решениям была предложена практически безвыпарная технологическая схема переработки высококремнистых алюминиевых руд с получением шлама в виде двухкальциевого силиката. Данная технология позволяет снизить расход технологического топлива и, как следствие, уменьшить выбросы углекислого газа. Однако она также сохраняет основной минус способов спекания — образование двухкальциевого силиката, который требуется перерабатывать в портландцемент. К другим недостаткам технологии следует отнести необходимость проведения дополнительных опытно ­ промышленных испытаний для решения ряда вопросов, таких как отработка показателей фильтруемости пульты после автоклавного разложения, подбор типа оборудования и материалов, стойких к щелочной коррозии в условиях высоких концентраций и температур. Кислотные способы переработки позволяют отделить оксид кремния и нерастворимый остаток на стадии разложения нефелинового концентрата, что исключает необходимость связывания оксида кремния каким-либо соединением кальция. Исследования по сернистокислотной переработке нефелинового концентрата были начаты многими учёными в 1930-е гг., но не показали результатов, достаточных для разработки технологической схемы. Дальнейшие исследования были выполнены под руководством З. П. Розенкопа в Научно-исследовательском институте по удобрениям и инсектофунгицидам [6, 7]. Результатом исследования стали циклическая и нециклическая схемы переработки нефелинового концентрата сернистым газом, однако опытно-заводские испытания на металлургическом комбинате «Североникель» показали, что разработанный метод коагуляции себя не оправдал, соответственно, решения вопроса отделения кремнезёма от алюминийсодержащих растворов не было найдено [8]. Кольским филиалом АН СССР в 1960-х гг. выполнены работы по улучшению сернистокислотного способа, разработанного под руководством З. П. Розенкопа. Применение катионных мембран при очистке растворов от кремнезёма показало высокие результаты степени очистки, однако высокие энергетические затраты и отсутствие промышленного оборудования электродиализа не позволяет осуществить данную технологию в промышленных масштабах. Азотокислотный способ переработки нефелинового концентрата разрабатывался в Кольском филиале АН СССР Б. Н. Мелентьевым. Нефелин предлагалось разлагать азотной кислотой в автоклаве с дальнейшим отделением нерастворимого остатка и оксида кремния. Далее растворы обрабатывались аммиаком с получением чернового гидроксида алюминия и раствора селитр. Черновой гидроксид алюминия перерабатывался на металлургический глинозём по упрощённой схеме Байера, а растворы селитр упаривались с получением смешанного удобрения из аммиачной, натриевой и калиевой селитр. Для промышленной реализации данный способ имеет существенные недостатки, так как не обеспечивает регенерацию азотной кислоты, что требует размещение комплекса по переработке нефелинового концентрата в непосредственной близости с производствами аммиака и азотной кислоты. Также данный способ потребляет большое количество дорогостоящего аммиака с получением малоценного смешанного удобрения. Большой объём работ по азотокислотной переработке выполнен В. А. Матвеевым в Кольском филиале АН СССР, результатом которых стала технологическая схема, по которой предлагается разложение нефелинового концентрата или хвостов апатитовой флотации в азотной кислоте с концентрацией 35 % при температуре 85 °C. После отделения оксида кремния и нерастворимого остатка раствор упаривается до состояния плава и направляется на спекание в плазмохимические реакторы. Полученный спёк алюминатов натрия и калия направляется на переработку по стандартной щелочной схеме с получением гидроксида алюминия, соды и поташа. Нитрозный газ направляется на 113