Исследование кавитационного воздействия при выщелачивании высококремнистого алюмосодержащего сырья с последующей распылительной сушкой солянокислых растворов

На первом этапе работы проведены исследования по предварительному обезжелезиванию и последующему выщелачиванию высококремнистого алюмосодержащего сырья с использованием кавитации. Степень извлечения железа в раствор составила ~99%. Изучена кинетика обезжелезивания, процесс лимитируется химической реакцией (Еа = 113,81 кДж/моль, n = 1,53) и может быть описан уравнением сжимающегося объема. Методами плазменно-электролитического оксидирования и электролизоплазменно-термохимической обработки высокопрочных сплавов на основе d-переходных металлов исследована коррозионная стойкость композиционных покрытий в соляной кислоте. Разработаны покрытия, получаемые методом микродугового оксидирования, для защиты ультразвуковых волноводов от кавитационной эрозии. Для сплава Д16Т наиболее стойкими к кавитационному воздействию являются аморфные покрытия на основе SiO₂. Их стойкость к кавитационному воздействию значительно выше, чем покрытий на основе γ-Al₂O₃, содержащих добавку ~30% корунда (α-Al₂O₃). Наибольшую стойкость к кавитационному воздействию имеет покрытие на основе двойного оксида TiAl₂O₅ и γ-Al₂O₃, полученное на сплаве ВТ6 способом МДО. Проведен количественный химический анализ Al и Fe (общ.) в солянокислых растворах. Изучено выщелачивание алюминия из алюмосодержащего концентрата с использованием кавитационного воздействия. Степень извлечения алюминия в раствор составила ~92%. На втором этапе работы проведены исследования по распылительной сушке солянокислых растворов с получением концентрата аморфного оксида алюминия. Данный подход позволяет получить частицы с развитой поверхностью и регенерировать HCl. Выполнены изучение и сравнительная оценка коагулирующих свойств алюмохлоридных растворов при очистке природных вод. Показано, что при очистке воды р. Москвы происходит снижение показателей мутности, цветности и перманганатной окисляемости. Содержание ионов алюминия и железа в очищенной воде соответствуют предельно допустимым значениям согласно СанПиН 2.1.4.1074-01. Исследован процесс получения металлургического глинозема из концентрата аморфного оксида алюминия щелочным способом. Показано, что при декомпозиции алюминатного раствора при 25ºС получаются структура бемита и примесь алюмината натрия. Повышение температуры раствора до 80ºС приводит к образованию гиббсита. Дальнейшая кальцинация при 1200ºС позволяет получить порошок глинозема, содержащий 80% γ-Al₂O₃ и 20% α-Al₂O₃. Результаты исследования физических свойств глинозема после кальцинации в печи «кипящего слоя» и количественного химического анализа примесей в глиноземе показали, что полученный порошок состоит из частиц оскольчатой формы со средним диаметром 20 мкм. По содержанию примесей полученный глинозем соответствует марке Г-0. Подготовлен патент на изобретение «Способ получения полиоксихлорида алюминия из боксита», заявка № 2017144012 от 15.12.2017 г. Разработанный способ имеет высокую вероятность внедрения на предприятиях химической промышленности, так как позволяет производить коагулянт из более дешевого по сравнению с гидроксидом алюминия минерального сырья. Описанные технологические подходы в производстве глинозема могут быть внедрены на предприятиях ОК РУСАЛ для большего вовлечения отечественного сырья в технологию получения глинозема.