УЛУЧШЕНИЕ КАЧЕСТВА СПЕКА ИЗВЕСТНЯКОВО-НЕФЕЛИНОВОЙ ШИХТЫ ПУТЕМ ВВОДА В НЕЕ ГИПСОАНГИДРИТОВОГО ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ

ЦЕЛЬ. Исследование возможности изменения качественных показателей спека известняково-нефелиновой шихты с вводом в нее гипсоангидритовых техногенных добавок (ГАТС). МЕТОДЫ. Использованы: физико-химическое компьютерное моделирование на основе метода термодинамического анализа, термоаналитические, электронно-микроскопические методы исследования, рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ. РЕЗУЛЬТАТЫ. При введении в известняково-нефелиновую шихту ГАТС в количестве от 0,2 до 2% от массы шихты повышается реакционная способность компонентов и снижается температура образования спека на 30-70ºС. Вступая во взаимодействие, сульфат кальция способствует образованию Ca₂SiO₄ и NaAlO₂, а также сульфатов щелочных металлов - K₂SO₄ и Na₂SO₄. Исследования показали, что при дозировке ГАТС 0,4% в шихту содержание оксида серы в спеке повышается с 0,28 до 0,38%, повышение температуры спекания с 1230 до 1290ºС увеличивает извлечение из спека сульфатов до 67,2 и 89,7% соответственно. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Опытно-промышленные испытания показали, что ввод гипсоангидритового техногенного сырья в количествах 0,4% от массы шихты позволяет увеличить выпуск товарного продукта - сульфата калия - на 11900 т/год, а также снизить расход известняка при спекании шихты на 35600 т/год.

производство глинозема, известняково-нефелиновая шихта, гипсоангидритовое техногенное сырье, процесс спекания, сульфат калия

1. Ruester J., Arpe R., Grotheer H. Plantwide replacement of the existing control equipment by a new DCS at AOS // Light Metals, 2006. Edited by Travis J. Galloway. TMS (The Minerals, Metals and Materials Society), 2006. P. 139-142.

2. Loginova I.V. Investigation into the question of complex processing of bauxites of the Srednetimanskoe deposit // Journal of Non-Ferrous Metals. 2013. Vol. 54. No. 2. P. 143-147.

3. Истомин С.П. Проблемы использования фторсодержащих отходов криолитовых и алюминиевых заводов // Цветные металлы. 2002. № 1. С. 82-86.

4. Шепелев И.И., Еськова Е.Н., Стыглиц И.С., Головных Н.В., Бочков Н.Н. Перспективы вторичного использования отходов глиноземного производства // Естественные и технические науки. 2017. № 6 (108). С. 41-49.

5. Кричевская Е.Л., Романчиков И.В., Беньковский С.В., Тимошенко В.В., Варламов М.Л., Романец А. Производство кальцинированной соды и поташа при комплексной переработке нефелинового сырья. М.: Химия, 1977. 172 с.

6. Шепелев И.И., Головных Н.В., Чудненко К.В, Сахачев А.Ю. Физико-химическое моделирование процессов глиноземного производства при использовании техногенных добавок // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: материалы XXIII Междунар. науч.-техн. конф. (Екатеринбург, 10-13 апреля 2018 г.). Екатеринбург: Изд-во ООО «Таилс», 2018. С. 213-217.

7. Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео». 2010. 287 с.

8. Chase M.W., Davies C.A., Downey J.R., Frurip, D.J., McDonald R.A., Syverud A.N. JANAF Thermodynamical tables third edition // Journal of Physical and Chemical Reference Data. 1985. Vol. 14. No. Supplement 1. Part 2. P. 927-1856.

9. Johnson J.W., Oelkers E.H., Helgeson H.C. SUPCRT92: software package for calculating the standart molal thermodynamic properties of mineral, gases, aquaeous species, and reactions from 1 to 5000 bars and 0 to 1000oC. Software Package for Calculating the Standard Molal Thermodynamic Properties of Minerals, Gases, Aqueous Species and Relations among Them as Functions of Temperature and Pressure // Computers & Geosciences. 1992. Vol. 18. P. 899-947.

10. Karpov I.K., Chudnenko K.V., Kulik D.A., Bychinskii V.A. The convex programming minimization of five thermodynamic potentials other than Gipps energy in geochemical modeling // Amer. J. Sci. American Journal of Science 2002. No. 4. P. 281-311.

11. Chudnenko K.V., Karpov I.K. Kulik D.A. A high-precision IPM-2 minimization module of GEM-Selektor v.2-PSI Program Package for Geochemical Thermodynamic Modeling. Swizerland. 2002. 74 p.

12. Головных Н.В., Верхозина В.А., Чудненко К.В., Шепелев И.И. Использование имитационного моделирования при разработке геоэкологического мониторинга и оптимизации технологических процессов в алюминиевой промышленности // Цветная металлургия. 2014. № 3. С. 44-49.

13. Шепелев И.И., Бочков Н.Н., Головных Н.В., Сахачев А.Ю. Химико-технологические особенности ресурсосберегающих процессов при утилизации твердых отходов металлургического производства // Известия вузов. Серия: Химия и химическая технология. 2015. Т. 58, № 1. С. 81-86.

14. Пашкевич Л.А. Броневой В.А., Краус И.П. Термография продуктов глиноземного производства М.: Металлургия. 1983. 129 с.

15. Шепелев И.И., Сахачев А.Ю., Александров А.В., Головных Н.В., Стыглиц И.С., Жижаев А.М. Альтернативные направления переработки некондиционного нефелинового сырья // Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья: cб. материалов XXII Междунар. науч.-техн. конф. (Екатеринбург, 19-20 апреля 2017 г.). Екатеринбург: Изд-во ООО «Таилс», 2017. С. 244-249.