Бараускас Алѐна Эдуардовна, аспирант
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Alyona E. Barauskas, Postgraduate Student
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Немчинова Нина Владимировна, доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой металлургии цветных металлов
664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Nina V. Nemchinova, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Head of the Department of Non-Ferrous Metals Metallurgy
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель - определить условия максимального перехода фтора из техногенного сырья производства первичного алюминия (лежалого шлама) в раствор при щелочном выщелачивании. Объектом исследований явился лежалый шлам, образованный из мелкодисперсных техногенных материалов производства алюминия в электролизерах с анодом Содерберга (хвосты флотации угольной пены, шлам газоочистки, пыль электрофильтров) и складируемый вблизи предприятия. Аналитические исследования исходной пробы и продуктов выщелачивания проводились по аттестованным методикам с применением химического, рентгенофазового, титриметрического методов анализа. Показано, что из трех составляющих шлама основная доля приходится на пыль электрофильтров (~79,7%) и хвосты флотации угольной пены (~15,8%). Установлено, что самым богатым по составу полезных компонентов (по сумме F, Na и Al ~ 63%) является шлам газоочистки. Согласно данным рентгенофазового анализа, проба шлама со шламохранилища содержит в основном криолит (до 78,7%), углерод (11,9%), кальциевомагниевый карбонат из ряда доломита (4,44%) и следовые количества корунда, флюорита. По результатам проведенных экспериментов по выщелачиванию раствором едкого натра фтора из пробы шлама были установлены основные параметры процесса: температура - 75–80°С, продолжительность – 60 мин, концентрация NaOH - 3,0% (при соотношении Ж:Т равном 10:1 и числе оборотов мешалки ~1005–1010 об/мин). Согласно аналитическим данным химического состава кека выщелачивания, содержание фтора в твердой фазе уменьшилось на 88,1%. В результате проведенных экспериментов по щелочному выщелачиванию фтора из пробы лежалого шлама, образованного при получении первичного алюминия электролизом криолит-глиноземных расплавов на ваннах с самообжигающимися анодами, было установлено, что максимальное снижение фтора в пробе достигается при условиях поддержания параметров процесса (температура, продолжительность, концентрация реагента) в оптимальных режимах.
The purpose of the paper is to determine the conditions for the maximum transition of fluorine from the technogenic raw materials of primary aluminum production (mature sludge) into solution under alkaline leaching. The object of research is the mature sludge, which is formed from technogenic finely dispersed materials of aluminum production in the baths with Soderberg anodes (tailings of coal foam flotation, gas cleaning sludge, electrostatic precipitator dust) and stored close to the enterprise. Analytical studies of the initial sample and leaching products have been carried out according to the certified methods using chemical, X-ray phase and titrimetric analysis methods. It is shown that, the main percentage of the three sludge components belongs to the dust of electrostatic precipitators (~ 79.7%) and coal foam flotation tailings (~ 15.8%). It has been determined that the gas cleaning sludge features the richest composition of useful components (in the sum of F, Na and Al ~ 63%). According to the data of X-ray phase analysis, the sludge sample from the sludge storage mainly contains cryolite (up to 78.7%), carbon (11.9%), calcium-magnesium carbonate from the dolomite series (4.44%), and trace amounts of corundum and fluorite. The results of the conducted experiments on fluorine leaching from the sludge sample by the caustic soda solution allow to estimate the main process parameters: temperature - 75–80°С, duration - 60 min, NaOH concentration - 3.0% (with the W:T ratio of 10:1 and a stirrer speed of ~ 1005– 1010 rpm). According to the analytical data on the chemical composition of leaching cake, the fluorine content in the solid phase reduces by 88.1%. The experiments carried out on alkaline leaching of fluorine from the sample of mature sludge formed under primary aluminum production by the electrolysis of cryolite-alumina melts in the baths with self-baking anodes allowed to find out that the maximum decrease of fluorine content in the sample is achieved under the conditions of maintaining the process parameters including temperature, duration, reagent concentration in optimal modes.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.