Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением
Представлены результаты переработки алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением. Определены технологические условия получения глинозема, силикатных продуктов и цемента....
Gespeichert in:
| Datum: | 2009 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2009
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61651 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением / В.А. Ковзаленко, Л.А. Мылтыкбаева, Е.А. Тастанов, К.О. Бейсембекова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2009. — № 6. — С. 13-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-61651 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-616512014-05-11T03:01:32Z Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением Ковзаленко, В.А. Мылтыкбаева, Л.А. Тастанов, Е.А. Бейсембекова, К.О. Представлены результаты переработки алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением. Определены технологические условия получения глинозема, силикатных продуктов и цемента. Представлено результати переробки алюмосилікатної сировини гідрохімічним способом з попереднім хімічним збагаченням. Визначено технологічні умови одержання глинозему, силікатних продуктів та цементу. The results silica-alumina raw materials processing by hydrochemical method with preliminary chemical enrichment are presented. The technological conditions of alumina, silicate products and cement obtaining are determined. 2009 Article Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением / В.А. Ковзаленко, Л.А. Мылтыкбаева, Е.А. Тастанов, К.О. Бейсембекова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2009. — № 6. — С. 13-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61651 549.43:553.522:622.775 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| description |
Представлены результаты переработки алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением. Определены технологические условия получения глинозема, силикатных продуктов и цемента. |
| format |
Article |
| author |
Ковзаленко, В.А. Мылтыкбаева, Л.А. Тастанов, Е.А. Бейсембекова, К.О. |
| spellingShingle |
Ковзаленко, В.А. Мылтыкбаева, Л.А. Тастанов, Е.А. Бейсембекова, К.О. Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| author_facet |
Ковзаленко, В.А. Мылтыкбаева, Л.А. Тастанов, Е.А. Бейсембекова, К.О. |
| author_sort |
Ковзаленко, В.А. |
| title |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| title_short |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| title_full |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| title_fullStr |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| title_full_unstemmed |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| title_sort |
переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2009 |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/61651 |
| citation_txt |
Переработка алюмосиликатного сырья гидрохимическим способом с предварительным химическим обогащением / В.А. Ковзаленко, Л.А. Мылтыкбаева, Е.А. Тастанов, К.О. Бейсембекова // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2009. — № 6. — С. 13-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT kovzalenkova pererabotkaalûmosilikatnogosyrʹâgidrohimičeskimsposobomspredvaritelʹnymhimičeskimobogaŝeniem AT myltykbaevala pererabotkaalûmosilikatnogosyrʹâgidrohimičeskimsposobomspredvaritelʹnymhimičeskimobogaŝeniem AT tastanovea pererabotkaalûmosilikatnogosyrʹâgidrohimičeskimsposobomspredvaritelʹnymhimičeskimobogaŝeniem AT bejsembekovako pererabotkaalûmosilikatnogosyrʹâgidrohimičeskimsposobomspredvaritelʹnymhimičeskimobogaŝeniem |
| first_indexed |
2025-07-05T12:36:45Z |
| last_indexed |
2025-07-05T12:36:45Z |
| _version_ |
1836810508557090816 |
| fulltext |
 íàñòîÿùåå âðåìÿ â Êàçàõñòàíå âûÿâëåíû
ðàçëè÷íûå âèäû àëþìèíèåâîãî ñûðüÿ: áîêñèòû,
íåôåëèíîâûå ñèåíèòû, ãëèíû, çîëû è îòâàëû.
Ïðîìûøëåííîå ïðèìåíåíèå íàõîäÿò òîëüêî
áîêñèòû, çàïàñû êîòîðûõ âåñüìà îãðàíè÷åíû. Â
ñâÿçè ñ ýòèì íàðÿäó ñ áîêñèòàìè äëÿ ïðîèçâîä-
ñòâà ãëèíîçåìà íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàíèå äðó-
ãèõ âèäîâ àëþìîñèëèêàòíîãî ñûðüÿ, îäíèì èç
êîòîðûõ ìîãóò áûòü íåôåëèíû. Âîâëå÷åíèå â
ïðîèçâîäñòâî íîâûõ âèäîâ ñûðüÿ ïîçâîëèò íå
òîëüêî ðàñøèðèòü ñûðüåâóþ áàçó àëþìèíèåâîé
îòðàñëè, íî è áîëåå ðàöèîíàëüíî ðàçìåñòèòü
àëþìèíèåâóþ ïðîìûøëåííîñòü.
 Êàçàõñòàíå íå ñóùåñòâóåò ãîòîâîé òåõíîëî-
ãèè ïåðåðàáîòêè íåôåëèíîâûõ ðóä, õîòÿ ãåîëîãè÷å-
ñêèå çàïàñû ýòîãî ñûðüÿ îãðîìíû. Âîçíèêàåò íåîá-
õîäèìîñòü ðàçðàáîòêè è îñâîåíèÿ ïðèíöèïèàëüíî
íîâûõ òåõíîëîãèé ïåðåðàáîòêè íåôåëèíîâûõ ðóä ñ
ïîëó÷åíèåì êîíêóðåíòîñïîñîáíûõ ïî êà÷åñòâó è ñå-
áåñòîèìîñòè ïîëåçíûõ êîìïîíåíòîâ è ìàòåðèàëîâ.
 ðàçëè÷íûõ ðåãèîíàõ Êàçàõñòàíà èìååòñÿ
íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ìàññèâîâ íåôåëèíîâûõ ïî-
ðîä: Åñèëüñêèé, Êåíòàññêèé, Äåðæàâèíñêèé,
Êàðñàêïàéñêèé, Øûíñàéñêèé, Èðèñóéñêèé,
Ìàøàòñêèé, Áàäàìñêèé, Êóëàíäèíñêèé, Ñåìåé-
òàóññêèé è äð. Ãåîëîãè÷åñêèå çàïàñû ãëèíîçåì-
íîãî ñûðüÿ íà óêàçàííûõ ìåñòîðîæäåíèÿõ îã-
ðîìíû — èñ÷èñëÿþòñÿ ìèëëèàðäàìè òîíí.
Îäíèì èç ïåðñïåêòèâíûõ ìåñòîðîæäåíèé
íåôåëèíîâûõ ñèåíèòîâ Åñèëüñêîãî ìàññèâà ÿâ-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2009. ¹ 6 13
Distillation Refinement of Draft Cadmium
with Impurities High Content
Volodin V.N., Akchulakova S.T., Ruzahunova G.S., Khrapunov V.Ye.
JSC «Center of the Sciences of the Earth, Metallurgy
and Ores Benefication», Almaty, Kazakhstan
The process of draft cadmium purification in vacuum with incidental thallium as draft
metal extraction is developed. The process developement is the result of liquid and steam
phase balance in cadmium with metals impurities systems investigation and technological
examinations. It is proposed to conduct cadmium evaporation process at pressures less
than 2 kPa for nickel, copper and silver crystallization prevention.
Key words: cadmium, refinement, distillation, vacuum.
Received September 28, 2009
ÓÄÊ 549.43:553.522:622.775
Ïåðåðàáîòêà àëþìîñèëèêàòíîãî ñûðüÿ
ãèäðîõèìè÷åñêèì ñïîñîáîì
ñ ïðåäâàðèòåëüíûì õèìè÷åñêèì îáîãàùåíèåì
Êîâçàëåíêî Â.À., Ìûëòûêáàåâà Ë.À.,
Òàñòàíîâ Å.À., Áåéñåìáåêîâà Ê.Î.
ÀÎ «Öåíòð íàóê î Çåìëå, ìåòàëëóðãèè è îáîãàùåíèÿ», Àëìàòû, Êàçàõñòàí
Ïðåäñòàâëåíû ðåçóëüòàòû ïåðåðàáîòêè àëþìîñèëèêàòíîãî ñûðüÿ ãèäðîõèìè÷åñêèì
ñïîñîáîì ñ ïðåäâàðèòåëüíûì õèìè÷åñêèì îáîãàùåíèåì. Îïðåäåëåíû òåõíîëîãè÷åñêèå
óñëîâèÿ ïîëó÷åíèÿ ãëèíîçåìà, ñèëèêàòíûõ ïðîäóêòîâ è öåìåíòà.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: íåôåëèíû, àâòîêëàâíîå âûùåëà÷èâàíèå, ñèëèêàòíûé ðàñòâîð, ãëèíîçåì.
Ïðåäñòàâëåíî ðåçóëüòàòè ïåðåðîáêè àëþìîñèë³êàòíî¿ ñèðîâèíè ã³äðîõ³ì³÷íèì ñïîñî-
áîì ç ïîïåðåäí³ì õ³ì³÷íèì çáàãà÷åííÿì. Âèçíà÷åíî òåõíîëîã³÷í³ óìîâè îäåðæàííÿ
ãëèíîçåìó, ñèë³êàòíèõ ïðîäóêò³â òà öåìåíòó.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: íåôåë³íè, àâòîêëàâíå âèëóãîâóâàííÿ, ñèë³êàòíèé ðîç÷èí, ãëèíîçåì.
� Êîâçàëåíêî Â.À., Ìûëòûêáàåâà Ë.À., Òàñòàíîâ Å.À., Áåéñåìáåêîâà Ê.Î., 2009
ëÿåòñÿ Êóáàñàäûðñêîå ìåñòîðîæäåíèå, ðàñïîëî-
æåííîå ñåâåðî-âîñòî÷íåå ïîñåëêà Äåðæàâèíñêèé
Òîðãàéñêîé îáë. Çàïàñû ãëèíîçåìèñòîãî ñûðüÿ
äàííîãî ìåñòîðîæäåíèÿ ïî êàòåãîðèè Ñ2 ñîñòàâ-
ëÿþò 239 ìëí ò.
Íåôåëèíû Êóáàñàäûðñêîãî ìåñòîðîæäåíèÿ
ñîäåðæàò, %: Al2O3 — 26,0; SiO2 — 46,5;
Fe2O3 — 2,5; CaO — 1,37; Na2O — 6,3; K2O
— 0,7; MgO — 0,27; Cl — 0,27; S — 0,21, òî
åñòü õàðàêòåðèçóþòñÿ ïîâûøåííûì ñîäåðæàíè-
åì êðåìíåçåìà, ñðàâíèòåëüíî íèçêèì ñîäåðæà-
íèåì îêñèäà àëþìèíèÿ è ùåëî÷åé (ñ ïðåîáëàäà-
íèåì íàòðèåâîé ùåëî÷è) [1, 2].
 ïåðñïåêòèâå ãëèíîçåìèñòîå íåôåëèíñîäåð-
æàùåå ñûðüå ìîæåò ïðåäñòàâëÿòü êðóïíóþ áàçó
äëÿ àëþìèíèåâîé ïðîìûøëåííîñòè Êàçàõñòàíà.
 íàñòîÿùåå âðåìÿ â ìèðå ñóùåñòâóþò
òîëüêî äâà ïðåäïðèÿòèÿ ïî ïåðåðàáîòêå íåôå-
ëèíîâîãî ñûðüÿ, êîòîðûå ðàñïîëîæåíû â Ðîñ-
ñèè: À÷èíñêèé ãëèíîçåìíûé êîìáèíàò è Ïèêà-
ëåâñêèé ãëèíîçåìíûé çàâîä. Íà ýòèõ ïðåäïðè-
ÿòèÿõ ïåðåðàáàòûâàþò ñûðüå ñïîñîáîì ñïåêà-
íèÿ; êðîìå ãëèíîçåìà, ïîëó÷àþò ñîäó, ïîòàø è
ïîðòëàíäöåìåíò.
Ïðè ðàñõîäå 4,0–4,5 ò íåôåëèíîâîé ðóäû
èëè êîíöåíòðàòà è 14–15 ò èçâåñòíÿêà ïîëó÷à-
þò 1 ò ãëèíîçåìà, 0,6–0,8 ò ñîäû, 0,2–0,3 ò ïî-
òàøà è 9–11 ò öåìåíòà (äàííûå À÷èíñêîãî ãëè-
íîçåìíîãî êîìáèíàòà).
Ýêñïëóàòàöèîííûå çàòðàòû íà ïðîèçâîäñò-
âî ãëèíîçåìà, ñîäû, ïîòàøà è öåìåíòà, ïîëó÷àå-
ìûõ èç íåôåëèíîâîãî ñûðüÿ, íà 10–15 % íèæå,
÷åì çàòðàòû íà ïðîèçâîäñòâî ýòèõ ïðîäóêòîâ
ïðè ðàçäåëüíîì ïîëó÷åíèè ãëèíîçåìà èç áîêñè-
òîâ ïî ñïîñîáó Áàéåð-ñïåêàíèå.
Ñïîñîá ñïåêàíèÿ èìååò è ñóùåñòâåííûå íå-
äîñòàòêè: áîëüøîé ðàñõîä ýëåêòðîýíåðãèè,
ñëîæíîñòü êîíñòðóêöèè è âûñîêàÿ ñòîèìîñòü ïå-
÷åé ñïåêàíèÿ, ýêîëîãè÷åñêèå ïðîáëåìû, ñâÿçàí-
íûå ñ âûáðîñîì âðåäíûõ âåùåñòâ â àòìîñôåðó.
Äëÿ ïåðåðàáîòêè íåôåëèíîâûõ ðóä, ïîìè-
ìî ïèðîìåòàëëóðãè÷åñêîãî ñïîñîáà ñïåêàíèÿ,
èìåþòñÿ è äðóãèå ãèäðîìåòàëëóðãè÷åñêèå ñïî-
ñîáû êîìïëåêñíîé ïåðåðàáîòêè íèçêîêà÷åñòâåí-
íîãî ãëèíîçåìñîäåðæàùåãî ñûðüÿ, îäíèì èç êî-
òîðûõ ÿâëÿåòñÿ ãèäðîõèìè÷åñêèé ñïîñîá Ïîíî-
ìàðåâà—Ñàæèíà [3].
Ñóùíîñòü ñïîñîáà çàêëþ÷àåòñÿ â àâòîêëàâ-
íîì âûùåëà÷èâàíèè ïðè âûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ
ëþáûõ àëþìîñèëèêàòíûõ ïîðîä êîíöåíòðèðî-
âàííûì ðàñòâîðîì ùåëî÷è â ïðèñóòñòâèè èçâåñ-
òè. Â ýòèõ óñëîâèÿõ ïðîòåêàåò ðåàêöèÿ
NaAlSiO4 + CaO + H2O + NaOH =
= NaCaHSiO4 + Al(OH)4 + H2O.
Íåôåëèíîâûé êîíöåíòðàò ïîñëå ìîêðîãî ðàç-
ìîëà ñìåøèâàåòñÿ ñ îáîææåííûì èçâåñòíÿêîì è
âûùåëà÷èâàåòñÿ â àâòîêëàâàõ
ïðè 280 �Ñ â òå÷åíèå 30–90 ìèí.
Ïðè óâåëè÷åíèè ïðîäîëæèòåëü-
íîñòè âûùåëà÷èâàíèÿ ïðîèñõî-
äèò ñíèæåíèå èçâëå÷åíèÿ ãëèíî-
çåìà â æèäêóþ ôàçó â ñâÿçè ñ
âçàèìîäåéñòâèåì àëþìèíàòà íà-
òðèÿ ñ ñèëèêàòàìè.
Âûñîêîå èçâëå÷åíèå àëþìè-
íèÿ äîñòèãàåòñÿ ïðè èçáûòêå ùå-
ëî÷è (ÑNa2O — 400–500 ã/äì3) c
êàóñòè÷åñêèì ìîäóëåì ðàñòâîðà
äëÿ âûùåëà÷èâàíèÿ 25–30. Ðàñ÷åò
àëþìîñèëèêàòíîãî ñûðüÿ ïðîèç-
âîäèòñÿ äî êîíå÷íîãî ìîäóëÿ � 9–
10 ïðè ìîëÿðíîì ñîîòíîøåíèè â
øèõòå ÑàÎ : SiO2 = (1,0–1,1).
Èçâåñòü âûïîëíÿåò äâîÿ-
êóþ ðîëü: ñïîñîáñòâóåò áûñò-
ðîìó è íàèáîëåå ïîëíîìó ðàç-
ëîæåíèþ íåôåëèíîâ è îáðàçó-
åò ìàëîðàñòâîðèìîå ñîåäèíåíèå
ñ êðåìíåçåìîì Na2O.2CaO�
� 2 SiO2
.2Í2Î [3].
 çàâèñèìîñòè îò âèäà ñû-
ðüÿ âîçìîæíà ðàçðàáîòêà òåõ-
íîëîãè÷åñêîé ñõåìû íà îñíîâå
14 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2009. ¹ 6
Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ïåðåðàáîòêè íåôåëèíîâ ãèäðîõèìè÷åñêèì ñïîñîáîì ñ ïðåä-
âàðèòåëüíûì õèìè÷åñêèì îáîãàùåíèåì.
ïðèìåíåíèÿ ÷èñòî ãèäðîõèìè÷åñêîãî ñïîñîáà, à
òàêæå êîìáèíèðîâàíèÿ åãî ñ äðóãèìè ìåòîäàìè
(õèìè÷åñêîå îáîãàùåíèå, îáæèã, ãèäðîõèìèÿ).
Íàìè äëÿ íåôåëèíîâûõ ïîðîä ñ ïîâûøåí-
íûì ñîäåðæàíèåì êðåìíåçåìà ïðåäëîæåí ãèäðî-
õèìè÷åñêèé ñïîñîá ïåðåðàáîòêè ðóäû ñ ïðåäâà-
ðèòåëüíûì õèìè÷åñêèì îáîãàùåíèåì.  ýòîì
ñëó÷àå âîçìîæíî íå òîëüêî êîíöåíòðèðîâàíèå
öåííîãî êîìïîíåíòà (Al2O3), íî è ïîëó÷åíèå
äðóãèõ ïðîäóêòîâ: öåìåíòà, ìåòàñèëèêàòà íà-
òðèÿ. Òåõíîëîãè÷åñêàÿ ñõåìà ãèäðîõèìè÷åñêîãî
ñïîñîáà ïåðåðàáîòêè íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà
ñ ïðåäâàðèòåëüíûì õèìè÷åñêèì îáîãàùåíèåì
ïîêàçàíà íà ðèñóíêå.
Ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ ñèëèêàòíîãî ðàñòâîðà
îïòèìèçèðîâàí ïðîöåññ õèìè÷åñêîãî îáîãàùåíèÿ
è óñòàíîâëåíû îïòèìàëüíûå óñëîâèÿ: òåìïåðàòó-
ðà — 150 �Ñ; êîíöåíòðàöèÿ Na2O — 250 ã/äì3;
ïðîäîëæèòåëüíîñòü — 5 ÷; Æ : Ò = 5 : 1.
Ñîñòàâ ñèëèêàòíîãî ðàñòâîðà ïîñëå ïåðâîé
ñòàäèè âûùåëà÷èâàíèÿ, ã/äì3: SiO2 — 102,2;
Na2O — 170,9; Al2O3 — 3,6; µSiO2 — 0,6;
Fe2O3 0,1, òî åñòü ñîäåðæàíèå îêñèäà àëþìè-
íèÿ â ðàñòâîðå íåçíà÷èòåëüíî. Äëÿ ïîëó÷åíèÿ
ñèëèêàòíûõ ïðîäóêòîâ äîñòèãàåòñÿ íåîáõîäèìàÿ
êîíöåíòðàöèÿ ñèëèêàòíîãî ðàñòâîðà ïîñëåäóþ-
ùèì öèêëè÷íûì âûùåëà÷èâàíèåì èñõîäíîé íå-
ôåëèíîâîé ðóäû.
Ïîñëå õèìè÷åñêîãî îáîãàùåíèÿ ïîëó÷åí ñëå-
äóþùèé ñîñòàâ íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà, %:
Al2O3 — 31,4; Na2O — 15,5; SiO2 — 35,0;
Fe2O3 — 3,7.
Ïðè äàëüíåéøåì àâòîêëàâíîì âûùåëà÷èâà-
íèè êîíöåíòðàòà èçó÷åíû ñëåäóþùèå ïàðàìåò-
ðû: âëèÿíèå êîíöåíòðàöèè ùåëî÷íîãî ðàñòâîðà
(341,0; 418,5; 478,0 ã/äì3); äîçèðîâêà îêñèäà
êàëüöèÿ (CaO : SiO2 = (1,0–1,5) : 1,0); òåìïå-
ðàòóðà (200; 240; 280 �Ñ); ïðîäîëæèòåëüíîñòü
ïðîöåññà (30–90 ìèí).
 èòîãå îïðåäåëåíû îïòèìàëüíûå òåõíîëî-
ãè÷åñêèå óñëîâèÿ àâòîêëàâíîãî âûùåëà÷èâàíèÿ
íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà: êîíöåíòðàöèÿ Na2O
— 478,0 ã/äì3, ñîîòíîøåíèå CaO : SiO2 = 1,1 :
1,0; òåìïåðàòóðà — 280 �Ñ; ïðîäîëæèòåëüíîñòü
âûùåëà÷èâàíèÿ — 90 ìèí.
Àëþìèíàòíûé ðàñòâîð, ïîëó÷åííûé â ýòèõ
óñëîâèÿõ, ñîäåðæèò, ã/äì3: Al2O3 — 71,1;
Na2O — 443,3; SiO2 — 8,5;
ê — 10,3, ÷òî îò-
âå÷àåò èçâëå÷åíèþ ãëèíîçåìà 98,8 %.
Ðåíòãåíîôàçîâûì àíàëèçîì îïðåäåëåíû ìè-
íåðàëîãè÷åñêèå èçìåíåíèÿ â ñîñòàâå èñõîäíîãî
êîíöåíòðàòà è øëàìà ïîñëå âûùåëà÷èâàíèÿ.
 èñõîäíîì êîíöåíòðàòå îòìå÷åíî ïðèñóò-
ñòâèå ôàç: íåôåëèíà NaAlSiO4; ñîäàëèòà
Na4Ca3Al3Si3O12Cl; KAl2[AlSi3O10](OH)2 —
ìóñêîâèòà è ãèäðîàëþìîñèëèêàòà íàòðèÿ. Â
øëàìå ïðèñóòñòâóþò ôàçû: íàòðèåâî-êàëüöèå-
âûé ãèäðîñèëèêàò NaCaÍSiO4, íåçíà÷èòåëüíîå
ñîäåðæàíèå ãðîññóëÿðà Cà3Al2[SiO4]3 [4,5].
Ïîëó÷åííûé íàòðèåâî-êàëüöèåâûé ãèäðîñè-
ëèêàò ôèëüòðóåòñÿ, îáúåäèíÿåòñÿ è íàïðàâëÿåòñÿ
íà ðåãåíåðàöèþ. Õèìè÷åñêèé ñîñòàâ îòðàáîòàííî-
ãî øëàìà, %: Al2O3 — 0,26; Na2O — 1,5; SiO2
— 36,0; Fe2O3 — 3,5; ÑàÎ — 21,1; ï.ï.ï. — 7,1.
Ðàñ÷åòíûå ëàáîðàòîðíûå äàííûå ïîêàçàëè,
÷òî ðàñõîä âîäû íà 1 ò øëàìà ñîñòàâëÿåò îêîëî
4 ì3. Âðåìÿ ðåãåíåðàöèè 6 ÷. Êîíöåíòðàöèÿ
Na2O â ïðîìûâíîé âîäå ïîñëå ðåãåíåðàöèè
80–90 ã/äì3.
Îáðàçóþùèéñÿ â ðåçóëüòàòå ðåãåíåðàöèè
øëàì (ãèäðîêàëüöèåâûé ñèëèêàò) ÿâëÿåòñÿ ñûðü-
åì äëÿ ïðîèçâîäñòâà ñòðîèòåëüíûõ ìàòåðèàëîâ.
Àëþìîñèëèêàòíûé ðàñòâîð ïîñëå îáåñêðåì-
íèâàíèÿ ôèëüòðóåòñÿ è íàïðàâëÿåòñÿ íà ñòàäèþ
ïîëó÷åíèÿ ãèäðîàëþìèíàòà íàòðèÿ (ÃÀÍ), êîòî-
ðûé ÿâëÿåòñÿ ïðîäóêòîì âçàèìîäåéñòâèÿ àëþìè-
íèéñîäåðæàùèõ ìèíåðàëîâ ñ âûñîêîêîíöåíòðèðî-
âàííûìè ùåëî÷íûìè ðàñòâîðàìè è ÿâëÿåòñÿ ðàâ-
íîâåñíîé òâåðäîé ôàçîé â ñèñòåìå Na2O—
Al2O3—H2O. Â ñâÿçè ñ ýòèì èíòåðåñ ïðèîáðåòà-
þò âîïðîñû óñëîâèé îáðàçîâàíèÿ è ñâîéñòâ ÃÀÍ.
Ïðîâåäåí êîìïëåêñ èññëåäîâàíèé ïðîöåñ-
ñîâ, ïðîèñõîäÿùèõ ïðè êðèñòàëëèçàöèè ÃÀÍ.
Îñíîâíîå âíèìàíèå óäåëåíî ïîèñêó îïòèìàëü-
íîé òåìïåðàòóðû, ïðîäîëæèòåëüíîñòè è âûÿñ-
íåíèþ õàðàêòåðà âçàèìîäåéñòâèé â ñèñòåìå
Na2O—Al2O3—H2O.
Ñ öåëüþ íàðàáîòêè àëþìèíàòíîãî ðàñòâîðà
îñóùåñòâëåíî ÷åòûðåõñòàäèéíîå àâòîêëàâíîå
âûùåëà÷èâàíèå íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà äî
íåîáõîäèìîãî êàóñòè÷åñêîãî ìîäóëÿ ðàñòâîðà
ê (ñ íà÷àëüíîãî 30 äî êîíå÷íîãî 3), ïðè÷åì
äëÿ êàæäîé ïîñëåäóþùåé ñòàäèè âûùåëà÷èâà-
íèÿ èñïîëüçîâàëè âíîâü îáðàçîâàâøèéñÿ ùå-
ëî÷íî-àëþìèíàòíûé ðàñòâîð è ðàñ÷åòíîå êîëè-
÷åñòâî èñõîäíîé ïðîáû íåôåëèíîâîãî êîíöåí-
òðàòà.
Ðàñ÷åò íàâåñêè íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà
ïðîâîäèëè ÷åðåç ïëîòíîñòü ïðèãîòîâëåííîãî
ðàñòâîðà:
Ñ = (Vð-ðà – �)/(Æ : Ò).
Êîëè÷åñòâî íàâåñêè êîíöåíòðàòà äëÿ âñåõ
ñòàäèé ñîñòàâëÿëî 58,8 ã.
Âàæíûì ôàêòîðîì ïðè ãèäðîõèìè÷åñêîì
àâòîêëàâíîì ðàçëîæåíèè àëþìîñèëèêàòîâ ÿâëÿ-
åòñÿ äîçèðîâêà îêñèäà êàëüöèÿ, êîòîðóþ îñóùå-
ñòâëÿëè ïî ôîðìóëå:
ÑàÎ = �
ì.â.ÑàÎ/(100 ì.â. SiO2),
ãäå � — íàâåñêà øëàìà;
— ñîäåðæàíèå SiO2 â
íåôåëèíîâîì êîíöåíòðàòå.
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2009. ¹ 6 15
Ðàñ÷åòíîå êîëè÷åñòâî ÑàÎ — 19,2 ã.
Âûùåëà÷èâàíèå íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà
ïðîâîäèëè â àâòîêëàâàõ ùåëî÷íî-àëþìèíàòíûì
ðàñòâîðîì ñëåäóþùåãî ñîñòàâà, ã/äì3: Na2O —
478,0; Al2O3 — 26,3;
ê — 29,95. Ïîñëå âû-
äåðæêè â òå÷åíèå 90 ìèí ïðè òåìïåðàòóðå âû-
ùåëà÷èâàíèÿ 280 �Ñ àâòîêëàâû ñíèìàëè è îõëà-
æäàëè äî 50–60 �Ñ. Ïóëüïó ðàçäåëÿëè íà âàêó-
óì-ôèëüòðå, îñàäîê ïðîìûâàëè ãîðÿ÷åé âîäîé è
âûñóøèâàëè ïðè 105 �Ñ äî ïîñòîÿííîé ìàññû.
Ýôôåêòèâíîñòü êîíöåíòðèðîâàíèÿ îêñèäà
àëþìèíèÿ â ðàñòâîðå çàâèñèò îò êîëè÷åñòâà ñòà-
äèé âûùåëà÷èâàíèÿ íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà.
×åì áîëüøå êîëè÷åñòâî ñòàäèé, òåì âûøå ñî-
äåðæàíèå ãëèíîçåìà â æèäêîé ôàçå è íèæå êàó-
ñòè÷åñêèé ìîäóëü.
Ïîñëå ÷åòûðåõñòàäèéíîãî âûùåëà÷èâàíèÿ
íåôåëèíîâîãî êîíöåíòðàòà áûë íàðàáîòàí àëþ-
ìèíàòíûé ðàñòâîð ñëåäóþùåãî ñîñòàâà, ã/äì3:
Na2O — 458,8; Al2O3 — 243,0;
ê — 3,1.
Ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ îïòèìàëüíîãî êîëè÷åñò-
âà ãèäðîàëþìèíàòà íàòðèÿ â òå÷åíèå 30 ìèí
îñóùåñòâëÿëîñü âûïàðèâàíèå äàííîãî ðàñòâîðà
äî êîíöåíòðàöèè Na2O îêîëî 500 ã/äì3.
Äëÿ ïîñëåäóþùåãî ïðîöåññà êðèñòàëëèçà-
öèè è åãî óñêîðåíèÿ áûëà ïðèãîòîâëåíà ñâåæå-
îñàæäåííàÿ çàòðàâêà àëþìèíàòà íàòðèÿ. Ðàñ-
òâîð ñ çàòðàâêîé ïåðåìåøèâàëè ìåøàëêîé ñî
ñêîðîñòüþ âðàùåíèÿ 60–70 îá./ìèí.
Èçó÷åíî âëèÿíèå òåìïåðàòóðû (130; 90; 60;
45 �Ñ) íà ïðîöåññ êðèñòàëëèçàöèè. Óñòàíîâëå-
íî, ÷òî êðèñòàëëèçàöèÿ ÃÀÍ ïðîõîäèò ñ áîëåå
âûñîêîé ñêîðîñòüþ ïðè ïîíèæåííîé òåìïåðàòó-
ðå 45 �Ñ.
Ïðè òåìïåðàòóðå êðèñòàëëèçàöèè 90 �Ñ âû-
õîä ãëèíîçåìà â òâåðäóþ ôàçó ñîñòàâèë 64,3 %,
ïðè 60 �Ñ — 68,2, ïðè 45 °Ñ — 79,1 %. Êîíöåí-
òðàöèÿ ãëèíîçåìà â ðàñòâîðå ïðè 45 �Ñ óìåíüøè-
ëàñü äî 50,8 ã/äì3, êàóñòè÷åñêèé ìîäóëü ïîâû-
ñèëñÿ îò 8,0 äî 13,2; â ðåçóëüòàòå îáðàçîâàëîñü
óñòîé÷èâîå êîëè÷åñòâî ãèäðîàëþìèíàòà íàòðèÿ.
Íàéäåíû èçìåíåíèÿ â ñòðóêòóðå ãèäðîàëþ-
ìèíàòà íàòðèÿ, ïîëó÷åííîãî ïðè ðàçíûõ òåìïå-
ðàòóðàõ êðèñòàëëèçàöèè. Óñòàíîâëåíî, ÷òî ïðè
45 �Ñ îáðàçóåòñÿ ãèááñèò, ïðè 95 �Ñ — ãèááñèò è
áåìèò, â óñëîâèÿõ âûñîêèõ òåìïåðàòóð (130 �Ñ)
— òîëüêî áåìèò [6].
 ïðîöåññå îáðàçîâàíèè ÃÀÍ âûÿâëåíû òðè
ñòàäèè: èíäóêöèîííûé ïåðèîä ôîðìèðîâàíèÿ
çàðîäûøåé; èõ ñïîíòàííîå îáðàçîâàíèå è áûñò-
ðûé ðîñò â óñëîâèÿõ äîñòàòî÷íîãî ïåðåñûùåíèÿ
ðàñòâîðà; çàìåäëåíèå ðîñòà êðèñòàëëîâ. Ñ ïî-
âûøåíèåì ñîäåðæàíèÿ ãëèíîçåìà â ðàñòâîðå
ñòåïåíü ïåðåñûùåíèÿ ðàñòâîðà ïî àëþìèíàòó
íàòðèÿ óâåëè÷èâàåòñÿ, ÷åìó ñîîòâåòñòâóåò ìàê-
ñèìàëüíàÿ ñêîðîñòü ïðîöåññà.
Ñêîðîñòü ðàçëîæåíèÿ àëþìèíàòíîãî ðàñ-
òâîðà â ïðîöåññå êðèñòàëëèçàöèè ÿâëÿåòñÿ
ôóíêöèåé ñòåïåíè ïåðåñûùåíèÿ. Äëÿ ðàñòâîðîâ
ñ ìàëûì ïåðåñûùåíèåì õàðàêòåðåí èíäóêöèîí-
íûé ïåðèîä. Ñ óâåëè÷åíèåì ñîäåðæàíèÿ Al2O3
ïðè ïîñòîÿííîé êîíöåíòðàöèè ùåëî÷è ðàñòóò
ïåðåñûùåíèå è ñêîðîñòü îñàæäåíèÿ ÃÀÍ â òâåð-
äóþ ôàçó. Ýòèì îáúÿñíÿåòñÿ âûñîêàÿ ñêîðîñòü
ïðîöåññà êðèñòàëëèçàöèè è ïîâûøåíèå âûõîäà
ãëèíîçåìà â òâåðäóþ ôàçó [7, 8].
Ìàòåìàòè÷åñêàÿ çàâèñèìîñòü ìàêñèìàëüíîé
ñêîðîñòè è ñòåïåíè ïåðåñûùåíèÿ ìîæåò áûòü
âûðàæåíà ôîðìóëîé:
�max = [(Cï – Cí)/Cí]
m,
ãäå m = 2.
Èç óðàâíåíèÿ ñëåäóåò, ÷òî êðèñòàëëèçàöèÿ
ÃÀÍ ïðîòåêàåò êàê ðåàêöèÿ âòîðîãî ïîðÿäêà, òî
åñòü îïðåäåëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ êðèñòàëëîõèìè÷å-
ñêîãî ïðîöåññà.
Íà êðèñòàëëèçàöèþ àëþìèíàòíîãî ðàñòâîðà
îêàçûâàåò âëèÿíèå ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà.
Òàê, ÷åðåç 3 ÷ íàáëþäàåòñÿ òîëüêî ñëàáîå ïîìóò-
íåíèå ðàñòâîðà (èíäóêöèîííûé ïåðèîä), ñòåïåíü
âûõîäà ÃÀÍ â òâåðäóþ ôàçó íåçíà÷èòåëüíà, çà-
òåì ÷åðåç 6, 12, 24 ÷ ïðîèñõîäèò èíòåíñèâíîå
âûïàäåíèå ãèäðîàëþìèíàòà íàòðèÿ, ñêîðîñòü
êðèñòàëëèçàöèè ðåçêî óâåëè÷èâàåòñÿ. ×åðåç 24 ÷
ïðîèñõîäèò ðåçêîå óìåíüøåíèå ñêîðîñòè îáðàçî-
âàíèÿ êðèñòàëëîâ è çàìåäëåíèå èõ ðîñòà.
Ôèçèêî-õèìè÷åñêèìè ìåòîäàìè àíàëèçà
èçó÷åíà òâåðäàÿ ôàçà ïîëó÷åííîãî ãèäðîàëþìè-
íàòà íàòðèÿ. Åãî õèìè÷åñêèé ñîñòàâ, % (ìàñ.):
Al2O3 — 42,2; Na2O — 12,2.
 ðåçóëüòàòå êðèñòàëëîîïòè÷åñêîãî àíàëèçà
îïðåäåëåíî, ÷òî èç ïåðåíàñûùåííûõ àëþìèíàò-
íûõ ðàñòâîðîâ ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ (45 �Ñ)
â èíòåðâàëå êîíöåíòðàöèé 400–500 ã/äì3 è
ê =
= 3–5 êðèñòàëëèçóþòñÿ äâå ìîäèôèêàöèè ãèäðî-
àëþìèíàòà íàòðèÿ, ñîäåðæàùèõ 3 (Na2O.Al2O3�
� 3 H2O) è 2,5 (Na2O.Al2O3
.2,5H2O).
Ýòî óêàçûâàåò íà òî, ÷òî ãèäðîàëþìèíàò
íàòðèÿ îáëàäàåò îòêðûòîé, öåïî÷å÷íîé èëè
êîëüöåâîé ñòðóêòóðîé, â êîòîðóþ ìîëåêóëû âî-
äû äîñòàòî÷íî ñâîáîäíî ïðîíèêàþò è çàíèìàþò
ðàçëè÷íûå ýíåðãåòè÷åñêèå ïîëîæåíèÿ. Âåðîÿò-
íî, îáå ìîäèôèêàöèè ãèäðîàëþìèíàòà íàòðèÿ
îáëàäàþò ïîëèìåðèçîâàííûì àíèîíîì òèïà öå-
ïåé èëè êîëüöà èç òåòðàýäðîâ AlÎ4 [9].
Âîäà â ñîñòàâå ÃÀÍ ïðåäñòàâëåíà ñâîáîäíîé
è êðèñòàëëèçàöèîííîé âîäîé. Äîëÿ ïåðâîé íåçíà-
÷èòåëüíà, è îáùåå ñîäåðæàíèå âîäû â ñîåäèíåíèè
îïðåäåëÿåòñÿ êðèñòàëëèçàöèîííîé âîäîé. Ïðè òà-
16 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2009. ¹ 6
êîì ñîîòíîøåíèè òèïîâ âîäû íàèáîëåå âåðîÿòíî
ñî÷ëåíåíèå òåòðàýäðîâ ÷åðåç âåðøèíû [9].
Âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ òåõíîëîãèè ïðî-
èçâîäñòâà ãëèíîçåìà èç íåôåëèíîâûõ ðóä ãèä-
ðîìåòàëëóðãè÷åñêèì ñïîñîáîì òðåáóåò îïðåäå-
ëåííûõ ýíåðãåòè÷åñêèõ çàòðàò è ñîäåðæèò ìíî-
ãî òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé, äëÿ êîòîðûõ íå-
îáõîäèìî ïîääåðæèâàòü îïòèìàëüíîñòü ïðîöåñ-
ñà è áåçîïàñíîñòü òðóäà.
Îäíèì èç âîçìîæíûõ íàïðàâëåíèé ïðî-
ìûøëåííîé ðåàëèçàöèè ãèäðîõèìè÷åñêîãî ñïî-
ñîáà ïî ïåðåðàáîòêå íåôåëèíîâûõ ðóä ìîæåò
ÿâèòüñÿ ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû àâòîêëàâíîãî
âûùåëà÷èâàíèÿ (230–240 �Ñ) ñ öåëüþ êîìïåí-
ñàöèè ïîòåðü ùåëî÷è.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Ìåñòîðîæäåíèÿ àëþìèíèÿ Êàçàõñòàíà : Ñïðàâ. —
Àëìàòû, 1997. — 94 ñ.
2. Êîâçàëåíêî Â.À. Ñûðüåâàÿ áàçà ïðîèçâîäñòâà ãëè-
íîçåìà â Êàçàõñòàíå // Öâ. ìåòàëëóðãèÿ. —
2007. — ¹ 9. —Ñ. 19–25.
3. Ïîíîìàðåâ Â.Ä., Ñàæèí Â.Ñ., Íè Ë.Ï. Ãèäðîõè-
ìè÷åñêèé ùåëî÷íîé ñïîñîá ïåðåðàáîòêè àëþìîñè-
ëèêàòîâ. — Ì., 1964. — 105 ñ.
4. Àáðàìîâ Â.ß., Àëåêñååâ À.È., Áàäàëüÿíö Õ.À.
Êîìïëåêñíàÿ ïåðåðàáîòêà íåôåëèí-àïàòèòîâîãî
ñûðüÿ. — Ì. : Ìåòàëëóðãèÿ, 1990. — 391 ñ.
5. Ïåòðîâ Â.Ï. Íåôåëèíîâîå ñûðüå. — Ì. : Èçä-âî
ÀÍ ÑÑÑÐ, 1978. — 190 ñ.
6. Êóíàåâ À.Ì., Õàëÿïèíà Î.Á. è äð. Î ñòðóêòóðå
ãèäðîàëþìèíàòîâ íàòðèÿ // Êîìïëåêñ. èñïîëüç.
ìèíåðàë. ñûðüÿ. — 1982. — ¹ 11. — Ñ. 29.
7. Íè Ë.Ï., Õàëÿïèíà Î.Á. Ôèçèêî-õèìè÷åñêèå
ñâîéñòâà ñûðüÿ è ïðîäóêòîâ ãëèíîçåìíîãî ïðîèç-
âîäñòâà. — Àëìà-Àòà : Íàóêà, 1978. — 250 ñ.
8. Íè Ë.Ï., Êîâçàëåíêî Â.À. è äð. Çàêîíîìåðíîñòè
ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèé â ãèäðîòåðìàëü-
íûõ ïðîöåññàõ, ïðîòåêàþùèõ â âûñîêîìîäóëüíûõ
ðàñòâîðàõ : (Îò÷åò) / ÈÌèÎ ÌÎÍ ÐÊ. — Àëìà-
òû, 1999. — 49 ñ.
9. Çàõàðîâà Ì.Â. è äð. Îá àëþìèíàòàõ íàòðèÿ //
Òåîðèÿ è ïðàêòèêà ïåðåðàáîòêè ãëèíîçåìñîäåðæà-
ùåãî ñûðüÿ Êàçàõñòàíà. — Àëìà-Àòà : Íàóêà,
1966. — Ò. 16.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 28.09.09
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2009. ¹ 6 17
Silica-Alumina Raw Materials Processing by Hydrochemical Method
with Preliminary Chemical Enrichment
Kovzalenko V. A, Myltykbaeva L.A.,
Tastanov E.A., Bejsembekova K.O.
JSC «Center of the Sciences of the Earth, Metallurgy
and Ores Benefication», Almaty, Kazakhstan
The results silica-alumina raw materials processing by hydrochemical method with pre-
liminary chemical enrichment are presented. The technological conditions of alumina, sil-
icate products and cement obtaining are determined.
Key words: nephelines, pressure leaching, silicate solution, alumina.
Received September 28, 2009
Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà 2010 ã. ïî Êàòàëîãó èçäàíèé Óêðàèíû
è Êàòàëîãó Àãåíòñòâà «Ðîñïå÷àòü».
Âû ìîæåòå ïðèîáðåñòè â ðåäàêöèè îòäåëüíûå
íîìåðà æóðíàëà çà 2000–2008 ãã.
|