Комплексная переработка глиноземсодержащего сырья и отходов глиноземного производства с использованием низкотемпературного спекания

• Автор: Ордон, Сергей Федорович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Современное состояние и направления развития технологии производства глинозема
1.2. Получение глинозема из глин, шлаков, минеральной части
углей и другого сырья
1.3. Извлечение РЗМ при переработке алюминиевых руд
1.4. Способы переработки красного шлама
1.5. Постановка задачи исследования
2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ АВТОКЛАВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ТИМАНСКОГО БОКСИТА
2.1. Характеристика бокситов Тимана
2.2. Методика исследований
2.3 Выщелачивание типичных проб бокситов СТБР,
поступающих в производство на БАЗе
2.4. Исследование влияния технологических параметров
при выщелачивании бокситов Тимана
2.5. Исследование поведения шамозита и его влияние
на выщелачивание бокситов Тимана
2.6 Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОМПЛЕКСНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ГЛИНОЗЕМСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ И КРАСНОГО ШЛАМА
ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА
.3.1 Исследование технологии низкотемпературного спекания бокситовых шихт
3.1.1 Фактическое качество красных шламов
3.1.2 Методика проведения исследований
3.1.3 Термодинамический анализ вероятности образования алюмината натрия, феррита натрия и силиката натрия при

низкотемпературном спекании шихты в присутствии каустической щелочи
3.1.4 Оценка влияния основных компонентов на возможность
осуществления предложенных технологических решений
3.2.Оценка полученных результатов в сравнении
с классическими методами переработки сырья
3.2.1.Сравнение со способом Байера
3.2.2. Сравнение со способом спекания трехкомпонентной шихты
3.3. Исследование возможности применения технологии
к переработке небокситового сырья
3.4 Выводы
4. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ
4.1 Разработка и расчет основных технологических
параметров предлагаемой схемы
4.2 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1 ИК - спектрограммы бокситов, шихт, спеков,
шламов
Приложение 2 Расчет основных показателей производства
по предлагаемой схеме переработки сырья
Приложение 3 Сравнительный анализ себестоимости производства глинозема по технологии низкотемпературного спекания на примере боксита Тимана и себестоимости производства БАЗ 2012 г

ВВЕДЕНИЕ
Глиноземное производство — крупный потребитель природных сырьевых ресурсов (бокситов, нефелинов, известняков, алунитов и др.). Извлечение из этого сырья всех ценных составляющих, т.е. комплексное его использование, является важнейшей задачей.
Степень комплексного использования бокситов, являющихся в настоящее время во всем мире основным сырьем для производства глинозема, не превышает 10%. В бокситах содержится до 40 различных элементов [1]. На некоторых заводах из бокситов попутно извлекают только галлий и ванадий. Такие компоненты как скандий и другие РЗМ выбрасываются вместе с красным шламом в отвал. Вместе с красным шламом теряется значительное количество железа, оксидов алюминия и натрия. В стоимостном выражении извлекают не более 50 % от содержащихся в сырье ценных компонентов. Одной из основных причин этому является технология производства глинозема, точнее наиболее распространенный способ Байера, по которому при автоклавном выщелачивании бокситов происходит выделение глинозема в раствор, а остальные сопутствующие компоненты переходят в красный шлам.
В течение многих лет ведутся исследования по повышению комплексности использования бокситов, включая переработку красных шламов в двух направлениях. В первом неоднократно предлагались схемы переработки с применением восстановительной плавки в доменных и электрических печах с получением чугуна, глинозема и полупродуктов для производства цемента. Основным препятствием для реализации этих схем является высокое содержание щелочи в красном шламе. Второе направление преимущественно связано с извлечением отдельных РЗМ из красных шламов.
К сожалению, ни одно из многочисленных предложений, включая способы кислотной переработки, пока не реализовано в промышленных объемах. Такое положение связано с различным качеством сырья, недостаточным обоснованием предложений, отсутствием интереса инвесторов, поэтому комплексная переработка бокситов была и остается одной из актуальных проблем.

В дальнейшем, в процессе исследования, анализировались так же красные шламы полученных образцов, с целью определения степени вскрываемости основных компонентов бокситового сырья, шамозита и содержания в шламе новых полученных соединений. ИК-спектры различных проб бокситов и шламов представлены далее в ходе описания полученных результатов исследования.
Рентгенофазовый анализ бокситов Тимана говорит о наличии в них межплоскостных отношений, соответствующих массовому содержанию в сырье минералов каолинита - от 8 до 11%, минералов шамозита - от 7до 10%, бемита от 46 -50%, диаспора - от 2 до 3%, рутила - от 2-2,5% и 17 - 19% гематита (рисунок 2.1).
1,1«г*
Рисунок 2.1- рентгенограмма боксита СТБР
2.3 Выщелачивание типичных проб бокситов СТБР, поступающих в производство на БАЗе
На первом этапе работы проводили исследования по изучению определенных факторов на процесс выщелачивания бокситов. Для автоклавного выщелачивания использовали несколько проб боксита СТБР, близких по