ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ, СОКРАЩЕНИЕ ОБЪЕМОВ

И ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ АЛЮМИНИЕВОЙ ОТРАСЛИ

Н.А. Сабирзянов, С.П. Яценко

Институт химии твердого тела Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Хозяйственная деятельность привела к существенному локальному ухудшению среды обитания. Используемые на производствах химико-металлургического комплекса технологии в большинстве своем направлены на извлечение одного, в лучшем случае двух-трех компонентов и характеризуются массовым (десятки миллионов тонн) сбросом шламов и отходов в отвалы и на полигоны. Не являются исключением и предприятия алюминиевой отрасли.

В целях рационального использования природных ресурсов, создания «чистых» технологий, охраны окружающей среды и здоровья человека нами уделяется большое внимание созданию физико-химических основ малоотходных технологий комплексной переработки  отходов и техногенных месторождений. Представлен сравнительный анализ различных известных способов переработки основного отхода глиноземного производства – красных шламов (КШ) и обоснована целесообразность использования для этих целей гидрометаллургических способов.

В Институте ХТТ УрО РАН  совместно с ОАО «Уралалюминий» и «БАЗ – филиал ОАО «СУАЛ» в течение  длительного времени исследуется глубокая химическая переработка КШ с извлечением всех ценных компонентов и получением нужных для хозяйства полуфабрикатов и продуктов: пигментов, коагулянтов, концентратов РЗМ, оксидов скандия, иттрия, лигатур, глинозема и других. Полученные концентраты РЗМ и чистые оксиды скандия и иттрия отвечают требованиям нормативных документов. Выдан технологический регламент, а на отдельные блоки технологической схемы получены патенты РФ.

Разработана и проверена в укрупненном масштабе новая технология цементационного получения алюминий-скандиевой лигатуры, отвечающей требованиям отраслевого стандарта, позволяющая в два раза снизить себестоимость получения лигатуры на последнем этапе технологии.

В целом по предлагаемой технологии  при переработке 100 тыс. т исходного шлама в год можно получить 10 тыс. т высокоглиноземистого концентрата, 50 тыс. т алюмосиликатного продукта, идущего на производство цемента, до 30 тыс. т исходного продукта для получения окатышей для металлургического производства, до 10 тыс. т коагулянта. Возможно получение десятков тонн редкометального концентрата, скандиевой лигатуры и некоторых других богатых и ценных продуктов. Стоимость получаемой продукции в сумме может достигать 29,25 млн. долл. США (по биржевым ценам). Большим преимуществом блочного характера технологии является то, что в зависимости от конъюнктуры того или иного продукта  на рынке товаров можно увеличивать или сокращать номенклатуру и объем его производства.

Разработана также бескислотная содо-щелочная технология переработки КШ. Этот способ, ориентированный главным образом на получение скандиевой продукции, не требует больших затрат, хотя и дает относительно невысокую (~14%) степень извлечения скандия.

На основе химико-минералогического анализа, подтвержденного лабораторными исследованиями, показано, что перевод слабосвязанного с макрокомпонентами скандия в карбонатный комплекс существенно упрощает технологический процесс, освобождая его от ветвей производства побочных продуктов. Карбонатное комплексование скандия позволяет использовать стандартное оборудование глиноземного производства, что делает предлагаемый способ экономически привлекательным и технологически совместимым с основным производством.

Способ включает последовательную обработку сырья (шлама, пыли) 5-12% раствором бикарбоната натрия при температуре до 50°С, гидролитическое осаждение скандия из раствора с носителем и отделение концентрата, обработку каустическим раствором, отделение нерастворимого осадка, повторное  растворение в разбавленной кислоте и осаждение богатого скандиевого концентрата в виде гидроксидов или фторидов. Проведенные лабораторные и укрупненные опытно-промышленные испытания на «БАЗ–филиал ОАО «СУАЛ» показали возможность получения 3-6% первичных концентратов, которые обогащаются до 30-50% оксидных или 50-75% фторидных концентратов.
 

19.07.05