Разработка кислотных способов комплексного использования вскрышной породы Подмосковного угольного бассейна

• Автор: Ямпуров, Михаил Лаврентьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 150 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Литературный обзор.

Алюминийсодержащие отходы угольных месторождений перспективное сырье для получения глинозема, коагулянтов, стройматериалов.

1.1. Характеристика алюминийсодержащих отходов угольных месторождений.

1.2. Существующие способы переработки минеральной части углей.

1.3. Выбор направления исследований.

2. Термодинамический анализ поведения основных составляющих алюминийсодержащих отходов при повышенных температурах.

2.1 Характеристика метода термодинамического анализа

2.2 Термодинамический анализ системы А101СаНРе

2.3 Выводы
3. Изучение физикохимических свойств сульфатных растворов в системе АЬфОРе24зНН
3.1. Методика изучения системы и приготовление исходных растворов
3.2. Исследование системы АЬСЬРегОзНгЗО.гНгО
3.3. Исследование системы АЬСТОзРегСвОЭз Ре4Н0.,Н.
3.4. Физикохимические свойства растворов в системе ЛЬлзРе24зЬЕЗОаЬЬО вязкость, плотность.
3.5. Выводы.
4. Исследование некоторых физикохимических свойств хлоридных расворов в системе А10НзНС1Н
4.1. Определение растворимости гидроксихлоридов алюминия, плотности и вязкости растворов
4.2. Исследование дегидратации гидроксихлоридов алюминия разной основности
4.3. Выводы.
5. Определение оптимальных условий проведения основных переделов переработки вскрышной породы Подмосковного угольного бассейна
5.1.Определение химического и фазового анализов вскрышной породы
5.2.Взаимодействие вскрышной породы с серной и соляной кислотами
5.3. Разделение жидких и твердых фаз пульпы, образующейся при взаимодействии вскрышной породы с кислотами.
5.4. Очистка сульфатных и хлоридных растворов от примесей железа.
5.5. Выделение сульфатных и хлоридных соединений алюминия из растворов с получением из них глинозема.
5.6. Получение коагулянтов от разложения вскрышной породы.
5.7. Исследование образующихся шламов и их использование для получения стройматериалов.
5.8. Выводы.
6. Техникоэкономическая оценка комплексной переработки вскрышной породы
Подмосковного месторождения
6.1.Описание принципиальных схем комплексной переработки вскрышной
породы Подмосковного месторождения
6.2. Оценка техникоэкономической эффективности комплексной переработки
вскрышной породы
Общие выводы
Список литературы


Вследствие особого минералогического состава наблюдается высокое содержание глинозема (АЬОз) в золе этих продуктов, которое составляет для кимовского разреза . Сжигание сернистых, многозольных подмосковных углей на электростанциях приводит к загрязнению окружающей среды, гак как при таком способе их использования возникают большие трудности с очисткой дымовых газов от соединений серы и летучей золы. Значительное содержание оксида алюминия до -% в пересчете на золу делает возможным его извлечение из вскрыши подмосковных углей, которые могут стать важным источником сырья для алюминиевой промышленности. Другим крупным месторождением является Канско-Ачинский буроугольный бассейн [8]. Канско-Ачинский бассейн практически единственный крупный бассейн малосернистых и малозольных углей, который может удовлетворить значительную часть потребности страны в дешевом органическом топливе на многие десятилетия. Минеральный состав неорганической части бурых углей довольно однообразен и представлен глинистыми минералами, кварцем, слюдами, полевыми шпатами, оксидами и гидроксидами железа, карбонатами кальция и магния, гипсом, некоторыми титансодержащими минералами, сульфидами и другим. Количество перечисленных минералов в твердом остатке топлива колеблется в широких пределах. Золы углей многофазны, полиминеральны и представляют собой тонкодисперсный порошок с удельной поверхностью 0. Химический состав золы углей следующий: -% СаОобщ, 7-% СаОСВоб* -% &, -% Ау Ю-% Ре3, 2-4% М§0, 1-3% 3 и до 2% щелочей. Содержание оксида кальция повышенное. Золы тугоплавки (температура плавления -°С). Из зол Беловской и Томь-Усинской ГРЭС можно извлекать до % магнитной фракции, после выщелачивания которой получается железный концентра с содержанием оксидов железа от до %, из которого можно выплавлять сталь, минуя агломерационное и доменное производство. Однако в немагнитной фракции, выход которой составляет до %, содержится от до % оксида алюминия и до % оксида кремния. Высокий процент содержания оксида алюминия дает возможность рассматривать немагнитную фракцию в качестве сырья для получения глинозема и алюминия. Благоприятными условиями для этого является наличие в Новокузнецке двух крупных предприятий черной металлургии (ОАО КМК и ЗСМК) и алюминиевого завода. Поэтому в южном Кузбассе (на базе крупных ГРЭС) выгодно создавать производство по глубокой переработке золошлаковых отходов для вышеуказанных предприятий-потребителей [9]. На территории СНГ перспективными месторождениями углей с повышенным содержанием оксида алюминия в минеральной части являются Экибасгузское в Казахстане и Ангрснское в Узбекистане. Экибасгузское месторождение угля характеризуется большими его запасами, уникальными по мощности угольными пластами и большим объемом открытой угледобычи. Разрабатываемые в настоящее время 1-й, 2-й и 3-й угольные пласты Экибастузского бассейна, гю существу, представляют собой одну угольную залежь весьма сложного строения мощностью до 0 м. Залежь переслаивается пачками угля и породными прослоями, среди которых преобладает углистая порода, составляющая примерно % от количества товарного угля, выбрасываемая в отвал [8]. Основными макрокомпонентами вскрышной породы Экибастузского месторождения являются соединения кремния и алюминия. Содержания щелочных и щелочноземельных металлов в этих породах низкое []. Главными составляющими минеральной массы являются минералы группы каолинита, к которым приурочены большое количество алюминия и кварца. Содержание соединений железа, представленных в основном пиритом и сидеритом, существенно различается от 0. БегСз). Сера содержится в незначительном количестве (<0. Р5 изменяется в довольно широких пределах от О. ОХ до 1. Среднее содержание диоксида титана 1. Из микрокомпонентов минеральной части углей в углистых породах в наибольшем количестве содержится галлий - чем выше зольность образца, тем выше его содержание. Промышленный интерес представляют также германий и ванадий. Усредненный химический состав золы: -% АЬОз, -% БіО>, 1. Бе^Оз, средняя зольность отходов %.