Переработка и использование бокситовых шламов

В процессепроизводства глинозема образуется два вида шламов: байеровские и спекательные. Байеровские шламы (их еще называют «красные») имеют следующий состав: Fe₂O₃ – 40-48%, Al₂O₃ – 10-15%, CaO – 10-15%, SiO₂ – 5-10%, Na₂O – 2,5-3%.

Основная фракция(50-70% частиц) размером меньше 5 мкм, удельная поверхность – 10-20 м²/г.

Спекательные шламы (их еще называют «белые») имеют следующий состав: CaO – 40-45%, Sio₂ – 15-20%, Fe₂O₃ – 20-25%, Al₂O₃ – 8-10%, Na₂O – 4,5 -5%.

Частицы, размером больше 50 мкм составляют более 90%. Удельная поверхность 10-60м²/г. Существует целый ряд методов, позволяющих использовать шламы глиноземного производства.

Комплексная переработка Байеровского шлама на чугун,

глинозем и цемент

Промытый красный шлам подают в емкость с мешалкой, туда же добавляют гашеную известь. При температуре 90⁰С идет реакция восстановления щелочи:

Na₂O + Ca(OH)₂  2NaOH + CaO.

Полученный слабый раствор щелочи направляют в глиноземное производство. Шлам отфильтровывают и подают в трубную мельницу, туда же подают известняк и уголь. Влажность полученной смеси составляет 35%. Ее сушат в распылительной сушилке. Высушенную шихту направляют в плавильную печь для получения чугуна. Шлак, образующийся в процессе плавки, выливают в специальные канавы, где, охлаждаясь, он растрескивается и рассыпается. Затем его доизмельчают и направляют на выщелачивание содовым раствором в реакторы с мешалкой:

Al₂O₃ + Na₂CO₃ Na₂O∙Al₂O₃ +CO₂

Полученный раствор отфильтровывают и подают в глиноземное производство, а отфильтрованный осадок в цементное производство.

Использование красных шламов для окускования

железных руд и концентратов

Красный шлам можно использовать в качестве заменителя бентонита. В красном шламе содержание железа в 5-7 раз больше, чем в бентоните, а кремнезема в 5-7 раз меньше. Прочность получаемых окатышей такая же, как при использовании бентонита. Поэтому добавка 3% красного шлама вместо

1 % бентонита приводит к обогащению окатышей железом на 0,23%. При этом получают увеличение производительности на 0,6% и экономию известняка на 5-8%.

При агломерации также можно использовать красный шлам, добавляя его в шихту. Это обеспечивает увеличение производительности на 5%, сокращается количество мелочи. Добавка красного шлама составляет 1-3%.

Производство керамики

В производстве керамики можно использовать красные и спекательные шламы. Они используются в качестве одного из компонентов в смеси с пластичной глиной. Количество шлама составляет 10-15% от общей массышихты. Качество изделий достаточно высокое, прочность даже повышается. Можно получать керамический кирпич, канализационные трубы, глазурованные фасадные плитки.

Производство портландцемента

При производстве портландцемента красный шлам добавляют в количестве 5-7% для корректировки содержания железа. Красный шлам целесообразно использовать только на небольших расстояниях от места его образования. Перевозка на большие расстояния экономически нецелесообразна.

Для восстановления почвы

Особенно эффективны шламы глиноземного производства для кислых почв, так как в них содержатся алюмосиликаты натрия, которые медленно гидролизуются с выделением щелочи.

Получение смешанного коагулянта

Смешанный коагулянт можно получать путем обработки красного шлама серной кислотой. При этом идут следующие реакции:

Al₂O₃ + 3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄  Fe₂(SO₄)₃+ 3H₂O