Ученые Уральского федерального университета и Института геохимии и аналитической химии РАН разработали инновационную технологию повышения эффективности извлечения оксида алюминия из бокситов.
В результате исследований было установлено, что при использовании стандартного способа переработки бокситов, максимальная степень извлечения глинозема составляла около 80-85%. Однако, благодаря модифицированной технологии, ученые смогли достичь значительного увеличения этого показателя до 95-98%.
Одним из важных достоинств нового метода является сокращение количества красного шлама, который является побочным продуктом процесса переработки бокситов. Красный шлам представляет опасность для окружающей среды из-за его высокой щелочности и содержания тяжелых металлов, а также других вредных веществ. Использование модифицированной технологии позволяет сократить выделение красного шлама до 300 кг на каждую тонну боксита, что делает производство более устойчивым и безопасным.
Доцент кафедры металлургии цветных металлов УрФУ, Андрей Шопперт, поясняет, что новый метод также значительно повышает степень извлечения глинозема. В сравнении с обычным способом, где этот показатель составлял 80-85%, использование модифицированной технологии позволяет достичь уровня извлечения до 98%.
Одним из основных вызовов при переработке бокситов является образование красного шлама в процессе химической обработки щелочными растворами измельченного боксита. Для преодоления этой проблемы, ученые применяют процесс Байера, который является наиболее распространенным методом извлечения оксида алюминия.
В рамках этого процесса, бокситы сначала дробятся на мелкие фракции для удобства последующей гидрометаллургической обработки. Затем, размолотые бокситы помещают в реакторы из стали и смешивают с щелочным раствором. После смешивания и выдержки при давлении и температуре 230 °C, глинозем извлекается в раствор. Полученный раствор подвергается осаждению гидроксида алюминия, а затем гидроксид алюминия прокаливается для получения порошка глинозема, который может быть использован для производства алюминия.
Для усовершенствования технологии Байера, ученые применили метод электролитического восстановления соединений железа. Это позволило повысить эффективность процесса выщелачивания путем вскрытия упорных минералов, содержащих железо вместе с алюминием. Кроме того, благодаря предварительному обескремниванию боксита при температуре 95-120 °C, ученые смогли сократить количество глинозема, теряемого вместе с кремнием.
Ученые продолжат работу в этом направлении и планируют провести дальнейшие эксперименты с целью доработки процесса. Главная цель состоит в достижении полного отсутствия выделения красного шлама путем получения металлического железа во время электролиза - процесса, при котором электрический ток применяется для восстановления химических соединений.