Preview

iPolytech Journal

Advanced search

IMPROVING LIMESTONE-NEPHELINE CHARGE SINTER QUALITY BY GYPSUM ANHYDRATE TECHNOGENIC RAW MATERIAL INTRODUCTION

https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-5-225-239

Abstract

The PURPOSE of the paper is to study the possibility to change the quality indicators of limestone-nepheline charge sinter by the introduction of gypsum anhydrate technogenic additives (GATA). METHODS. The study uses physico-chemical computer modeling based on the thermodynamic analysis, as well as thermoanalytical, electronic and microscopic research methods, an X-ray phase and X-ray diffraction analysis. RESULTS. Introduction of GATA in the proportion from 0.2 up to 2% of the charge weight into the limestone-nepheline charge increases the reactionary ability of components and decreases the sinter formation temperature by 30-70ºС. When entering the reaction, calcium sulfate contributes to the formation of Ca2SiO4 and NaAlO2, as well as the sulfates of alkaline metals - K2SO4 and Na2SO4. The researches have shown that the introduction of 0.4% of GATA in the charge increases the content of sulfur oxide in sinter from 0.28 to 0.38%, while the raise in the sintering temperature from 1230 to 1290ºC increases sulfate extraction from sintered material up to 67.2 and 89.7% respectively. CONCLUSION. Pilot tests have shown that introduction of gypsum anhydrate technogenic raw materials in the proportion of 0.4% wt of furnace charge increases the output of potassium sulfate by 11900 tons/year as well as reduces the consumption of limestone under charge sintering by 35600 tons/year.

About the Authors

I. I. Shepelev
Research Laboratory Company ECO-Engineering LLC
Russian Federation


N. V. Golovnykh
Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS
Russian Federation


A. Yu. Sakhachev
RUSAL Achinsk JSC
Russian Federation


A. M. Zhyzhaev
Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS
Russian Federation


A. G. Kotlyagin
RUSAL Achinsk JSC
Russian Federation


References

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.


Review

For citations:


Shepelev I.I., Golovnykh N.V., Sakhachev A.Yu., Zhyzhaev A.M., Kotlyagin A.G. IMPROVING LIMESTONE-NEPHELINE CHARGE SINTER QUALITY BY GYPSUM ANHYDRATE TECHNOGENIC RAW MATERIAL INTRODUCTION. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(5):225-239. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-5-225-239

Views: 293


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2782-4004 (Print)
ISSN 2782-6341 (Online)