Физико-химические и технологические основы комплексной переработки отходов алюминиевого производства и алюмосиликатного сырья - Автореферат

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА И АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯРабота выполнена в лаборатории «Комплексная переработка минеральных ресурсов и отходов» Института химии им.В.И. Никитина АН Республики Таджикистан и в лаборатории «Минерально-сырьевые ресурсы и экологические проблемы» Института естественных наук Таджикского национального университета. Защита состоится «22 » апреля 2009 г. в 1000 часов на заседании диссертационного совета ДМ 047.003.01 при Институте химии им.В.И.Никитина АН Республики Таджикистан по адресу: 734063, г.Душанбе, ул.Айни, 299/2.Совершенствование существующих и новых наукоемких технологий способствует решению актуальной проблемы - переработке промышленных отходов производства алюминия и местного алюмофторсодержащего сырья, и снижению наносимого ущерба окружающей среде твердыми и газообразными отходами производства. При этом важнейшими становятся вопросы создания безотходных производств на базе новых технологий, утилизации отходов производства, рационального ресурсообеспечения при росте дефицита природных ресурсов, эффективного их использования, в первую очередь путем вовлечения в производство вторичных ресурсов, образующихся в самом производстве. Известно, что на территории Таджикского алюминиевого завода (ТАДАЗА) складированы сотни тысяч тонн отходов, содержащих: углерод, глинозем, криолит, фториды, сульфат и карбонат натрия, а шламовые поля завода занимают значительные полезные площади и загрязняют окружающую среду региона. В представленной диссертации приведены результаты исследования свойств и состава отходов шламовых полей производства алюминия, разработанные и испытанные в лабораторных и в опытно-промышленных условиях способы переработки отмывки шлама, выжигание отмытого шлама и получения криолит-глиноземного концентрата (КГК) из сульфатсодержащих осадков с глиноземсодержащими минералами (Зиддинского месторождения), угольной мелочью (коксопрокалочного производства завода) и фторсодержащим сырьем (флюорит Такобского горно-обогатительного комбината) Республики Таджикистан, а также приведены результаты исследования коагулирующих свойств щелочного коагулянта, полученного способом спекания шламов газоочистки. Цель работы заключается в исследовании физико-химических и технологических основ комплексной переработки отходов шламовых полей алюминиевого производства с использованием дешевого доступного алюмофторсодержащего сырья Республики Таджикистан и разработке безотходных технологий производства криолит-глиноземного концентрата, глинозема и других ценных компонентов из отходов алюминиевой промышленности и местного минерального сырья.Во введении изложены предпосылки и основные проблемы исследования, обоснована актуальность работы. В первой главе диссертации приведен литературный и патентный обзор по способам утилизации отходов производства алюминия. Имеется большое число работ, посвященных этой проблеме, однако они не отражают комплексную переработку твердых отходов алюминиевого производства и освещают лишь отдельные аспекты переработки того или иного компонента из отходов производства.Для выявления оптимального режима процесса проводились исследования влияния температуры, продолжительности процесса спекания и массового соотношения компонентов в составе спека (рис.1). Как видно (рис.1.а), максимальный выход Al2O3 (88,9%) достигается при температуре 9000С и продолжительности спекания 60 мин. Экстремальный вид зависимости выхода Al2O3 от температуры объясняется тем, что при повышении температуры скорость взаимодействия веществ по реакциям (1-12) возрастает, а дальнейшее повышение температуры свыше 9000С приводит к снижению выхода Al2O3 за счет реакций (6) и (9). Более низкая степень извлечения Al2O3 при продолжительности спекания более 70 минут (рис.1.б) объясняется тем, что при увеличении времени спекания алюминий, содержащийся в шихте, превращается в трудноизвлекаемую щелочную форму. Зависимость степени извлечения Al2O3 от состава шихты при этих условиях можно представить следующим отношением масс (m) исходных материалов (рис.2.): mc: мсуль.осад..Топологический анализ состава шламового поля, проведенный на основе забора 48 проб из 8 точек шламового поля на глубине от 0 до 100 см, показал, что содержание компонентов в шламе сильно колеблется. Содержание этих солей в шламе варьировалось добавками сульфатсодержащего осадка, который выпадал из раствора шламового поля при его выпаривании и охлаждении. С целью увеличения содержания алюмината натрия в спеке было исследовано влияние температуры, продолжительности процесса и содержания водорастворимых солей в шламе на выход алюмината натрия. Как видно из рис.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ