TY - JOUR

T1 - ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИКИ И НАХОЖДЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГЛИНОЗЕМА ПРИ ВЫЩЕЛАЧИВАНИИ БОКСИТОВ СРЕДНЕГО ТИМАНА

AU - Loginova, I. V.

AU - Shoppert, A. A.

AU - Kryuchkov, E. Yu.

PY - 2018/1/1

Y1 - 2018/1/1

N2 - Дана характеристика боксита Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР). Показано отличие данного сырья от перерабатываемого в настоящее время на Богословском алюминиевом заводе - бокситов Северо-Уральского бокситового рудника (СУБР). Выполнены рентгенофазовый и химический анализы бокситов СТБР, сделан вывод о необходимости классификации этого сырья как бокситов низкого качества. Для проведения эксперимента боксит предварительно измельчали до крупности -75 мкм более 90 %. В качестве реагента использовали синтетический щелочно-алюминатный раствор с каустическим модулем 3,3 и при концентрации 300 г/дм3 Na2O, приготовленный в лаборатории путем растворения в дистиллированной воде каустической щелочи и химически чистого гидроксида алюминия. До заданной в эксперименте концентрации раствор разбавляли дистиллированной водой. Для изучения выщелачивания боксита СТБР были поставлены эксперименты, в которых исходный материал смешивали с синтетическим раствором и помещали в лабораторный автоклав фирмы Parr объемом 1000 дм3. Далее пульпу выдерживали в нем при заданных температурах и времени выщелачивания. После выдержки пульпу охлаждали, разбавляли в два раза и фильтровали для отделения раствора от твердого остатка выщелачивания. Для нахождения оптимальных параметров процесса применили план эксперимента. Параметр «температура» варьировали на уровнях 180, 210 и 240 оC. Время изменяли от 30 до 120 мин с шагом 30 мин. Концентрацию оборотного раствора варьировали от 190,0 до 250,0 г/дм3 с шагом 30 г/дм3. Функцией отклика являлось извлечение глинозема в раствор. Результаты многофакторного эксперимента подвергали математической обработке. Получено уравнение множественной регрессии, на основе которого сделаны выводы об оптимальных параметрах процесса. Для изучения кинетических закономерностей процесса и объяснения повышенной степени извлечения глинозема в раствор по сравнению с теоретической были рассчитаны кажущиеся энергии активации извлечения глинозема в раствор и разрушения шамозита, установлены лимитирующие стадии данных процессов. Для снижения степени разложения шамозита предложено уменьшать температуру выщелачивания. Выявлено, что оптимальное извлечение глинозема 86 % достигается при времени выщелачивания 90 мин, температуре процесса 220 оC, концентрации оборотного раствора 240 г/дм3. Рекомендации предложено использовать в существующем технологическом цикле способа Байера на Уральском алюминиевом заводе, который в настоящий момент перевел технологию производства глинозема на использование исследованного в работе бокситового сырья СТБР.

AB - Дана характеристика боксита Средне-Тиманского бокситового рудника (СТБР). Показано отличие данного сырья от перерабатываемого в настоящее время на Богословском алюминиевом заводе - бокситов Северо-Уральского бокситового рудника (СУБР). Выполнены рентгенофазовый и химический анализы бокситов СТБР, сделан вывод о необходимости классификации этого сырья как бокситов низкого качества. Для проведения эксперимента боксит предварительно измельчали до крупности -75 мкм более 90 %. В качестве реагента использовали синтетический щелочно-алюминатный раствор с каустическим модулем 3,3 и при концентрации 300 г/дм3 Na2O, приготовленный в лаборатории путем растворения в дистиллированной воде каустической щелочи и химически чистого гидроксида алюминия. До заданной в эксперименте концентрации раствор разбавляли дистиллированной водой. Для изучения выщелачивания боксита СТБР были поставлены эксперименты, в которых исходный материал смешивали с синтетическим раствором и помещали в лабораторный автоклав фирмы Parr объемом 1000 дм3. Далее пульпу выдерживали в нем при заданных температурах и времени выщелачивания. После выдержки пульпу охлаждали, разбавляли в два раза и фильтровали для отделения раствора от твердого остатка выщелачивания. Для нахождения оптимальных параметров процесса применили план эксперимента. Параметр «температура» варьировали на уровнях 180, 210 и 240 оC. Время изменяли от 30 до 120 мин с шагом 30 мин. Концентрацию оборотного раствора варьировали от 190,0 до 250,0 г/дм3 с шагом 30 г/дм3. Функцией отклика являлось извлечение глинозема в раствор. Результаты многофакторного эксперимента подвергали математической обработке. Получено уравнение множественной регрессии, на основе которого сделаны выводы об оптимальных параметрах процесса. Для изучения кинетических закономерностей процесса и объяснения повышенной степени извлечения глинозема в раствор по сравнению с теоретической были рассчитаны кажущиеся энергии активации извлечения глинозема в раствор и разрушения шамозита, установлены лимитирующие стадии данных процессов. Для снижения степени разложения шамозита предложено уменьшать температуру выщелачивания. Выявлено, что оптимальное извлечение глинозема 86 % достигается при времени выщелачивания 90 мин, температуре процесса 220 оC, концентрации оборотного раствора 240 г/дм3. Рекомендации предложено использовать в существующем технологическом цикле способа Байера на Уральском алюминиевом заводе, который в настоящий момент перевел технологию производства глинозема на использование исследованного в работе бокситового сырья СТБР.

KW - Alumina

KW - Autoclave process

KW - Bayer method

KW - Kinetics

KW - Leaching

KW - Mathematical model

KW - Middle Timan bauxites

KW - Optimization.

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85041312696&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=32472533

U2 - 10.17580/tsm.2018.01.08

DO - 10.17580/tsm.2018.01.08

M3 - Статья

AN - SCOPUS:85041312696

SP - 63

EP - 68

JO - Цветные металлы

JF - Цветные металлы

SN - 0372-2929

IS - 1

ER -