Химико-технологические основы гидрометаллургических процессов переработки алюминийсодержащего техногенного сырья

• Автор: Сабирзянов, Наиль Аделевич
• Шифр специальности: 05.16.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 348 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Природное и техногенное алюминийсодержащее сырье бокситы,

алюминатные растворы, красные шламы общая характеристика, состав, свойства,

источники. Технологические и экологические аспекты проблемы возникновения

техногенных месторождений, перспективы их разработки

Бокситы как минеральное сырье

Технология и принципы глиноземного производства

Алюминатные растворы глиноземного производства как источник редких

металлов галлия и ванадия

Отвальные шламы глиноземного производства

Уральский алюминиевый завод УАЗ
Богословский алюминиевый завод БАЗ
Поведение скандия при переработке глиноземсодержащего сырья
Отечественный и зарубежный опыт обращения со шламами
Выводы по главе 1
Глава 2. Фазовые соотношения компонентов в системах, образуемых основными
составляющими красного шлама. Диа1раммы растворимости многокомпонентных
водносолевых систем
Растворы и твердые фазы окислов железа, алюминия, кальция и редких металлов в
солянокислых системах
Растворы и твердые фазы окислов железа, алюминия и кальция в сернокислотных
системах
Растворимость оксидов редких металлов в сернокислых растворах
Оксиды лантаноидов
Диоксид титана и его соединения с кальцием и лантаноидами
Методика эксперимента
Метод изотермического насыщения
Инструментальные методы анализа
Химический анализ
Выводы по главе 2
Глава 3. Методы селективного извлечения целевых компонентов из растворов.
Мембранная технология и твердые экстрагенты
Экстракция скандия из технологических растворов
Поведение скандия при жидкостной экстракции
Сорбционное извлечение скандия из растворов
Мембранные способы извлечения скандия
Применение твердых экстрагентов для извлечения скандия
Выводы по главе 3
Глава 4. Кислотные технологические схемы переработки красного шлама. Технологии
извлечение галлия и ванадия из алюминатных растворов 9
Примеры практической реализации сернокислотного способа
Схема переработки шлама, разработанная в ИХТТ УрО РАН
Исходное сырье и методика исследования
Общий план технологической схемы
Сепарация шлама
Химическая активация и сернокислотное вскрытие
Получение скандиевого концентрата
Извлечение иттрия
Получение коагулянтов и пигментов
Обоснование техникоэкономической целесообразности создания промышленной
установки переработки красного шлама кислотным способом 2
Извлечение ванадия и галлия
Ванадий
Галлий
Очистка алюминатных растворов
Выводы по главе 4
Глава 5. Поведение скандия в щелочнокарбонатных растворах. Содощелочная
технология вскрытия красного шлама 2
Свойства соединений скандия в щелочных, карбонатных и гидрокарбонатных
растворах 2
Состояние ионов скандия в водных растворах
Растворимость гидроксида скандия в содощелочных растворах
Исследование растворимости 8с2Оз в растворах ИаОН, Иа2СОз
иИаНСОз
Получение и свойства комплексных карбонатов скандия и натрия
Исследование термической устойчивости комплексов
ЫасС4пН п 2.
Влияние цинка на комплексообразование
Электрохимическая очистка скандийсодержащих растворов
Карбонизационное извлечение скандия из красного шлама глиноземного
производства
Технологическая схема извлечения скандия
Получение технического оксида скандия
Выводы по главе 5
Глава 6. Получение алюмоскандиевых и иттриевых лигатур из низкокачественных
солей и концентратов скандия 9
Применение лигатур в металлургии
Способы получения лигатуры
Выбор солевого электролита
Цементационный метод
Получение Ас лигатуры методом электрошлакового переплава
Иттриевая лигатура
Применение лигатуры АлКаИг
Методики эксперимента
Приготовление образцов
Результаты исследований
Синтез и свойства алюминиевой лигатуры со скандием, цирконием
и гафнием
Выводы по главе VI
Общие выводы к диссертации
Литература


Глава 3. Методы селективного извлечения целевых компонентов из растворов. Глава 4. Кислотные технологические схемы переработки красного шлама. Глава 5. Поведение скандия в щелочнокарбонатных растворах. ЫасС4пН п 2. Глава 6. Статистическом справочнике Минеральные ресурсы мира за г. Африку , Азию , Австралию и Океанию . России свыше 6 млн. Европа , Соединенные Штаты и Япония 6. США . КНР . Япония 8. Германия 6. Президиума РАН от января г. Химические науки и науки о материалах 5. Президентом РФ мая г. Пр3 по разделу 6. Правительства РФ от августа г. У для последующего получения лигатур. РУСАЛ. ОК РУСАЛ и в Гуансийской алюминиевой компании г. Пинго, КНР. Разработана. ОАО КаменскУральскиш металлургический завод. РеА4. ЫаОН. Результаты работы докладывались и. ИХТТ УрО РАН, г. ИМЕТ УрО РАН, г. Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, , г. УГТУ, г. XVIII Российская школа. В.П. Макеева, , г. Кинетика и механизм кристаллизации, , г. Ii , . ГРЦ КБ им. В.П. Макеева, г. Экологическая безопасность Урала, , г. Красноярск IV I. X Междунар. ИХТТ УрО РАН, г. Международные научнопрактические конференции Металлургия легких металлов. СанктПетербург Межд. Химия. Металлургия, , г. КузГТУ, г. Техническая химия. Достижения и перспективы, , г. Сибири, 1, г. БАЗСУАЛ, г. Краснотурьинск. ШЛАМЫ ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СОСТАВ, СВОЙСТВА, ИСТОЧНИКИ. Основным сырьем получения, глинозема являются бокситы. России. КА1з8С4зОНб 1. АОзНгО, диаспор АЮОН АОзНгО, каолинит АОзБЮгЗНгО. Кт,3. Для бокситов со средним модулем 4. А . Кг,3. КТ3. Редкие металлы. Мировые ресурсы, бокситов составляют порядка млрд. Гвинеи , Австралии 8. Бразилии 3. Ямайке 2. Индии 2. России 1. Коми Тиман порядка 0 млн т 8. СУБР СсвероУральских бокситовых рудников. Челябинской области ЮжноУральские бокситовые рудники. Таблица 1. Содержание воды и летучих, мас. Гс. Ре0Ре3
Магнезит
. Псровскит

Т
Сидерит
. Таблица 1. Наименование
Химический состав,


боксита
п. Рез 1 Б СаО
Т2
Мя,
СУБР
. СТБР
. Греческий
. СУБРа твердость. СУБРа 8. Всего в России в г. Богословский и Уральский алюминиевые заводы . БИКИ , . Сосьвинское. России . Химический состав красных бокситов, А. Ре2Оз 15 0. С 16 ТЮ2 25. Исследования В. Н. Лавренчука и др. ТЮ2 0. АОз . АОз . Минералы титана в бокситах имеют размерность до 0. СУБРа. Онежских до 0. Доля запасов ванадия в бокситах оценена в . Бе извлекается ванадий. Р5 в яшмовидном боксите. Р5. Минералы, содержащие фосфор апатит, франколит, эвансит . Капьинское гт особенно северный участок . Черемуховское гт и Сосьвинское гт . Тзумеб и Кипуши в. Африке. Содержание галлия в бокситах СУБРа от до гт. Капьинское гт, красный маркий и обесцвеченные бокситы. Та5. Редкоземельные металлы в бокситах СУБР оценены до 1 кг Я3т. СУБР. Галлия в Тошсмском гт. А . В аллитах 3 на . СУБРа. ЮУБРе нет. Преобладают яшмовидные разности. Улуирского месторождений составляют . Новое запас 0. Кургазакское 0. Улуирское , 0 Айское , , 9, соответственно. Байера. Способ Байера предложен К. Ыа А2О3Н2О. Рис. Диаграмма равновесных состояний системы ЫйА1 2О3Н2О при С. Рис. Рис. Обжиг. Отделение
шлама
фильтрация содыУпарнвани







Рис. Ц2 4Н А ЗН 2. Пульпа маточного раствора и гидроксида алюминия поступает на сгущение. СаОН2 2 Ц3. БЮ2 и АОз не ниже 0. Подготовленная шихта поступает на высокотемпературный обжиг. С и ЖТ. Едкий натр 1. Разбавленная пульпа 7. Алюминатный раствор 0 кг . Промвода 7. Гидратная пульпа 4 кг . Сгущение и промывка
Загравочная гидроокись . Слабый раствор 0 кг . Потери при кальцинации 0 кг

Рис. Обескрсмнйванне 1 ст. Промытый Пром 4 Обескремни шлам вода вание II ст. Рис. Материальный баланс основных переделов рис. Комбинирование способов Байера и спекания. К9 технологии. Температура спекания бокситосодоизвестняковых шихт С. Приготовление шихты
Шихта . Обескремнивание и регенерация белого шлама
Содощелочной раствор 2. Алюминатный раствор 7. Содовый раствор 2. Маточный раствор 4. Оборотный раствор 2. Рис. Материальный поток на 1 т глинозема
Боксит . Дробление Игте. Обескремненный I . Рис. Рис.