Химико-технологические закономерности процессов спекания щелочных алюмосиликатов и гидрохимической переработки спеков
- д-р техн. наук профессор Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
Аннотация
Щелочные алюмосиликаты как комплексное минеральное сырье представляют значительный интерес для алюминиевой, химической промышленности и производства строительных материалов. Они широко распространены в земной коре, характеризуются сложностью вещественного состава и переменным содержанием основных компонентов –глинозема, щелочей и кремнезема; часто залегают там, где в силу геологических условий отсутствуют бокситы, например в США, Канаде, Венесуэле, Мексике, Иране, Египте, Португалии, Испании, Болгарии и других странах. В настоящее время экономический интерес для России представляют нефелины, которые играют большую роль в сырьевом балансе отечественной алюминиевой промышленности. Из-за ограниченных запасов бокситов доля глинозема, производимого из нефелинов, составляет 40 % и со временем будет только возрастать за счет вовлечения в производство новых месторождений щелочных алюмосиликатов. Многие зарубежные компании также проявляют интерес к комплексной переработке этого типа руд. В основе технологии лежит способ спекания руды с известняком. В результате получают спеки, состоящие из алюминатов щелочных металлов и двухкальциевого силиката; спеки выщелачивают оборотными щелочно-алюминатными растворами, из растворов выделяют глинозем, соду и поташ. Двухкальциевый силикат (нефелиновый шлам) перерабатывают на портландцемент. Для исследованных спеков проявляется тенденция к повышению оптимальной температуры спекания со снижением в них содержания Al2O3. С увеличением силикатного модуля (м.о. SiO2/ Al3O3) в исходных щелочных алюмосиликатных шихтах температура спекообразования возрастает. Спеки на основе различных щелочных алюмосиликатов имеют отличающуюся микроструктуру, степень кристаллизации в них b-С2S и алюмината натрия улучшается с уменьшением количества алюминатной фазы. Результаты исследований свидетельствуют о весьма ограниченной растворимости алюминатной фазы в двухкальциевом силикате, что теоретически обосновывает достаточно высокий уровень химического извлечения полезных компонентов при переработке различных типов щелочных алюмосиликатов методом спекания.
Литература
- Арлюк Б.И. Выщелачивание алюминатных спеков. М.: Металлургия, 1979. 180 с.
- Абрамов В.Я. Выщелачивание алюминатных спеков / В.Я.Абрамов, Н.И.Еремин. М.: Металлургия, 1976. 208 с.
- Нефелиновые породы – комплексное алюминиевое сырье / С.Я.Данциг, Е.Д.Андреев, В.В.Пивоваров и др. М.: Недра, 1988. 190 с.
- Оптимизация технологии производства цемента // Zement-Kalk-Gips. 2004. № 6. Вып.57. 267 с.
- Рассел Джесси. Силикаты (минералы). М.: Изд-во VSD, 2013. 104 с.
- Сизяков В.М. Повышение качества глинозема в попутной продукции при переработке нефелинов / В.М.Сизяков, В.И.Корнеев, В.В.Андреев. М., Металлургия, 1986. 115 с.
- Сизяков В.М. Проблемы развития производства глинозема в России // Сб. докладов I Международного конгресса «Цветные металлы Сибири-2009». Красноярск, 8-10 сентября 2009. С.120-134.
- Сизяков В.М. Модернизация технологии комплексной переработки нефелиновых концентратов на Пикалевском глиноземом комбинате // II Международный конгресс «Цветные металлы-2010», Красноярск. 2010. С.219-230.
- Сизяков В.М. Содо-известковое выщелачивание нефелиновых шламов в технологии сухого способа производства портландцемента / В.М.Сизяков, Е.В.Сизякова // III Международный конгресс «Цветные металлы-2011». Красноярск. 2011. С.136-141.
- Сизяков В.М. Поведение щелочей при сухом спекании нефелино-известняковой шихты / В.М.Сизяков, В.Ю.Бажин, Е.В.Сизякова // Металлург. 2015. № 11. С.28-35.
- Сизяков В.М. Современное состояние и проблемы развития алюминиевой промышленности России // Записки Горного института. 2005. Т.165. С.163-169.