автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Разработка интенсивной энергосберегающей технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов

На правах рукописи 005061826

КОНОНЕНКО Евгений Степанович

РАЗРАБОТКА ИНТЕНСИВНОЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХГЛУБОКОГО ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ (при комплексной переработке нефелинов)

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

13 '"ЛН 20(3

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ - 2013

005061826

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Научный руководитель -

доктор технических наук, профессор

Сизяков Виктор Михайлович

Официальные оппоненты:

Алексеев Алексей Иванович доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра химической технологии, заведующий кафедрой

Виноградов Сергей Александрович кандидат технических наук, ООО «Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр», обособленное подразделение в Санкт-Петербурге, старший научный сотрудник

Ведущее предприятие - ФГБУН «Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Та-нанаева КНЦ РАН»

Защита состоится 18 июня 2013 г. в 14 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, 21 линия, д.2, ауд. 1303.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 17 мая 2013 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ диссертационного совета

БРИЧКИН Вячеслав Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Производство глинозема в мире основано на переработке высококачественных бокситов простым и эффективным способом Байера. В отечественной промышленности из-за ограниченного запаса байеровских бокситов широко используется нетрадиционное низкокачественное сырье сложного минералогического и химического состава - нефелины. Одной из главных проблем при получении глинозема из нефелинов является достижение достаточно глубокого разделения гидроксокомплексов AI (III) и Si (IV) в среде сильных электролитов, которое реализуется в различных схемах обескремнивания алюминатных растворов.

Значительный вклад в развитие способа глубокого обескремнивания алюминатных растворов внесли М.Г. Лейтейзен, А.И. Лайнер, И.З. Певзнер, Н.И. Еремин, М.Н. Смирнов, Н.С. Мальц и другие ученые. Данный способ осуществляется путем взаимодействия извести с алюминатно-силикатным раствором. Недостатком способа является значительный расход топлива на обжиг извести и недостаточная глубина обескремнивания алюминатных растворов (кремниевый модуль, весовое отношение Al20j/Si02~1000 единиц), что ограничивает возможность производства высококачественного глинозема.

Основоположником карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов является профессор В.М. Сизяков. В этой технологии обескремнивающим реагентом является гидрокарбоалюминат кальция (ГКАК) -4Са0 А120з пС02' 11Н20, который синтезируется путем взаимодействия извести с оборотным глубокообсскремнснным алюминатным раствором.

В результате внедрения карбоалюминатной технологии на предприятиях, перерабатывающих нефелиновое сырьё, получают глубокообескремненные растворы с кремниевым модулем 4000 ед. Это позволяет надежно производить глинозем высокой марки Г-00.

Анализ карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания показывает, что её возможности далеко не исчерпаны, и она имеет потенциал для дальнейшего развития, особенно в части энергосбережения, получения качественно новых алюминатных растворов с кремниевым модулем 50 ООО единиц и выше, интенсифика-

ции процесса разделения гидроксокомплексов А1(Ш) и 81(1У), расширения сырьевой базы для синтеза обескремнивающих реагентов и

др.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы», а также в рамках проекта РНП 2.1.2.5161 «Развитие фундаментальных основ синтеза метастабильных соединений в области технически значимых систем алюминиевой промышленности» 2009-2011г и государственного контракта № 16.525.11.5004 «Разработка технологии комплексной переработки крупномасштабных отходов производства минеральных удобрений с получением товарных продуктов многофункционального назначения».

Цель работы - научное обоснование и разработка технологических решений, обеспечивающих повышение эффективности технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов.

Основные задачи исследования:

научное обоснование каталитического эффекта оборотного гидрогранатового шлама в процессе карбоалюминатного сверхглубокого обескремнивания (в системе 4Са0А120з тС0211Н20-ЗСа0А120зп8Ю2(6-2п)Н20-8Ю2-КаА1(0Н)4-Ка0Н-Н20);

изучение влияния дробной дозировки гидрокарбоалю-мината кальция на процесс сверхглубокого обескремнивания алю-

минатного раствора;

методическая проработка и экспериментальные исследования карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов с оборотом гидрогранатового шлама;

научно-технологическое обоснование синтеза обескрем-нивающего реагента высокой активности на основе химически-осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняков переменного состава по 8Ю2;

определение примесного состава фосфомела и оценка его влияния на получаемый гидрокарбоалюминат кальция;

разработка аппаратурно-технологической схемы сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов с дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция и оборотом гидрогранатового шлама при переработке кольских нефелиновых концентратов.

Методы исследовании. В работе были использованы экспериментальные и теоретические методы исследований. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном, опытно-промышленном и промышленном масштабах. Для изучения свойств и составов жидких и твердых технологических продуктов применялись физические и физико-химические методы: рентгенофазовый, дифференциально-термический, оптической и электронной микроскопии, лазерный микроанализ фракционного состава, классический химический анализ. При проведении опытно-промышленных и промышленных испытаниях были использованы методы контроля, принятые в глиноземной промышленности.

Научная новизна:

разработаны технологические параметры энергосберегающего режима синтеза гидрокарбоалюмината кальция на основе химически осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняка различного качества;

установлено, что примеси, содержащиеся в фосфомеле, при синтезе гидрокарбоалюмината кальция на его основе не оказывают отрицательного влияния на качество получаемой продукции;

доказано, что при синтезе гидрокарбоалюмината кальция на основе известняка, кремний адсорбируется на кристаллической решетке СаСОэ и в карбоалюминатную суспензию при этом не переходит;

• выявлен каталитический эффект поверхности гидрогранатового шлама в процессе карбоалюминатного сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов, предложена гипотеза гетерогенного катализа: ускорителем реакции обескремнивания является переход А1(ОН)63 —>А1(ОН)3 через активную затравку, образованную на поверхности оборотного гидрогранатового шлама в конце реакции обескремнивания;

выявлены зависимости значений кремниевого модуля в процессе сверхглубокого обескремнивания от оборота гидрогранатового шлама и дробной дозировки ГКАК;

Практическая значимость работы:

предложено технологическое решение для синтеза гид-рокарбоалюмината кальция на основе химически осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняка различного качества, что позволяет понизить энергозатраты, расширить сырьевую базу для синтеза обескремнивающего реагента, а также снизить его расход на процесс сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов;

разработана эффективная аппаратурно-технологическая схема передела сверхглубокого обескремнивания с использованием каталитических свойств поверхности гидрогранатового шлама и дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция по реакторам.

Степень обоснованности и достоверности научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается использованием современных методов исследований и обработки данных, а так же соответствием полученных экспериментальных результатов теории и практике обескремнивания алюминатных растворов глинозёмного производства. Основные операции карбоалюминатной технологии прошли испытания в промышленном масштабе на ЗАО «БазэлЦе-

мент-Пикалево».

Апробация работы. Основные результаты диссертации освещались на международном конгрессе «Цветные Металлы Сиби-ри-2010» (Красноярск 2010), «Цветные Металлы Сибири-2011» (Красноярск 2011), на международной научной конференции на базе Фрайбергской горной академии (Фрайберг, 2012), на ежегодной научной конференции молодых учёных «Полезные ископаемые России и их освоение» в СПГГУ (СПб, 2010, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 6 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК

Минобрнауки России.

Личный вклад автора состоит в анализе существующих способов обескремнивания алюминатных растворов глинозёмного производства, постановке и решении задач исследования, организации и проведении лабораторных исследований, участии в опытно-

промышленных и промышленных испытаниях энергосберегающей интенсивной карбоалюминатной технологии в обработке и обобщении полученных результатов.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 120 наименований, содержит 27 таблиц и 48 рисунков. Общий объем работы - 137 страницы машинописного текста.

Автор выражает глубокую благодарность и признательность научному руководителю, доктору технических наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ, заведующему кафедрой металлургии Горного университета В.М. Сизякову; сотрудникам ЗАО «Ба-зэлЦеменг-Пикалево» за внимание, содействие и поддержку на различных этапах выполнения диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследований, изложена цель, сформулированы основные положения, выносимые на защиту и научная новизна работы.

В первой главе диссертации представлен подробный анализ известных технологий процесса обескремнивания алюминатных растворов при переработке высококремнистого сырья. Проанализированы факторы, оказывающие влияние на процессы обескремнивания. Сформулированы научные и практические задачи диссертации.

Во второй главе диссертации дана характеристика карбонатного сырья, используемого в глиноземной промышленности. Приведены данные по исследованию процесса получения извести высокой активности. Описан механизм поведения примесей при получении гидрокарбоалюмината кальция из известняков переменного состава по БЮг и фосфомела путем взаимодействия высокомодульного алюминатного раствора (ак-3) с карбонатом кальция.

В третьей главе обоснован эффект дробной дозировки кар-боалюмината кальция для наиболее эффективного разделения гид-роксокомплексов А1(Ш) и 81(1У), предложен механизм процесса взаимодействия ГКАК с кремнеземом при осаждении 8Ю2 на активных центрах гидрограната кальция в алюминатных растворах. Доказан каталитический эффект поверхности гидрогранатового шлама в процессе сверхглубокого обескремнивания. Представлена матема-

тическая модель карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания с оборотом гидрогранатового шлама. Определены оптимальные условия ведения процесса.

В четвертой главе представлена аппаратурно-технологическая схема сверхглубокого обескремнивания алюминат-ных растворов с опережающим вводом оборотного гидрогранатового шлама и дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция по реакторам.

В заключении приводятся основные выводы и практические результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований. (

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Для повышения энергосбережения и экологической безопасности процесс синтеза гидрокарбоалюмината кальция (4Са0-А1203-/иС0г11Н20) необходимо вести путем взаимодействия карбоната кальция (фосфомела или известняка различного состава, в том числе с высоким содержанием 8Ю2) с высокомодульным алюминатным раствором (аь>3).

Для научного обоснования технологии получения гидрокарбоалюмината кальция из карбоната кальция и алюминатного раствора были изучены частные разрезы системы СаС03 - КаА1(0Н)4 -4Са0 А1203 /иС0г11Н20 - ЗСа0А1203-6Н20 - ЗСа0А1203п8Ю2(6-2п)Н20 - №ОН - Н20. В качестве карбонатного сырья использовался конверсионный фосфомел, полученный на лабораторной установке, и известняки Пикалевского месторождения. Для сравнения был синтезирован ГКАК на основе извести с переменным содержанием

81°2 Установлено, что в процессе синтеза гидрокарбоалюминатов кальция по известковому способу большую роль играет "собственный" кремнезем в извести. Предельно допустимое содержание 8Ю2 в известняке для получения извести в указанных целях отвечает примерно 2,5 %. В противном случае 8Ю2 при кристаллизации гидрокарбоалюмината пассивирует его поверхность и ГКАК становится менее активным. Кроме того процесс синтеза может протекать с уменьшением выхода фазы гидрокарбоалюмината, ввиду возможно-

ста протекания реакции захвата кремния из известкового молока и образования гидрогранатов с малой степенью насыщения по кремнию.

При синтезе гидрокарбоалюмината кальция на основе СаСОз методом обратной реакции было выявлено, что в карбоалюминатной суспензии после синтеза обнаруживаются только незначительное количество БЮг (даже при высоком содержании 8102=4,3 % в исходном известняке). Химический состав ГКАК, полученных различными методами, при использовании известняка различного качества таблица 1.

Таблица 1 - Химический состав исходных известняков и синтезированных ГКАК

Анализируемый материал Ко пробы Химический состав, масс.%

СаО АЬО, БЮз

Известняк 1 53,5 0,23 1,20

2 52,9 0,47 2,55

3 51,7 0,61 4,30

ГКАК (обжиговыйспособ) 1 40,6 18,71 0,62

2 40,9 18,05 1,06

3 40,4 17,8 1,70

ГКАК {безобжиговый способ) 1 40,8 18,63 0,28

2 41,7 18,16 0,38

3 40,5 18,1 0,40

Наблюдаемое явление объясняется тем, что в процессе разложения известняка скорость образования гидрогранатов кальция с захватом вЮг выше, чем скорость получения карбоалюминатной суспензии, поэтому практически весь кремнезем остается в исходной фазе.

Таким образом, доказано, что предлагаемая технология безобжигового синтеза ГКАК не требовательна к используемым промышленным линзам известняка, что особенно актуально в современных условиях Пикалевского месторождения.

Существенное значение для повышения эффективности технологии синтеза ГКАК имеет использование в виде карбонатного компонента - фосфомела.

Разработка инновационной безотходной технологии переработки фосфогипса конверсионным методом в опытно-заводском масштабе с получением фосфомела и сульфата аммония выполнена под руководством профессора СизяковаВ.М. Сущность конверсионного способа заключается в разложении фосфогипса раствором карбоната аммония (МНд^СОз.

Са8О40,5Н2О+(КН4)2СОз-^СаСОз+(>Ш4)28О4 +0,5Н20 (1)

Определялся химический и расчетный фазовый состав конверсионного фосфомела. Установлено, что основного вещества карбоната кальция в фосфомеле содержится не менее 80 %, основными примесями являются соединения: Са804 (5,7 %), СаР2 (0,5 %),

СаНР04(2,1 %).

Главным преимуществом использования фосфомела как компонента для синтеза ГКАК является отсутствие в нем 8Ю2. Исследована роль других примесей фосфомела, как в процессе синтеза ГКАК, так и на последующих переделах глиноземного производства.

Известно, что при производстве глинозема из бокситов пен-тонвд фосфора, которой содержится в бокситах около 0,1-0,3 %, с едкой щелочью образует хорошо растворимый фосфат натрия ИазРОф При декомпозиции такого алюминатного раствора получаемый гидрооксид алюминия загрязняется фосфатом, что не допустимо (примесь фосфора в алюминии вызывает его красноломкость и снижает коррозионную стойкость алюминия и сплавов на его основе). Доказано, что при синтезе гидрокарбоалюмината кальция фосфор прочно входит в его решетку, и получаемый гидроксид алюминия и глинозем отвечают необходимым требованиям.

Фторид кальция (СаР2) не оказывает отрицательного влияния на процесс получения алюминия электролизом. Известно, что его специально добавляют в ванну с целью снижения температуры электролиза. При взаимодействии СаР2 с алюминатным раствором, наиболее вероятно, протекание реакции (2).

[А1(ОН)4\+6^ <-> [Шл+ ЮН- (2)

Для реакции (2) рассчитаны значения термодинамических функций: АгНьгт = 57,34 кДж/моль

= 26,8 Дж/моль ■ К ДЮ°М = 68,52 кДж/моль .

Ввиду отсутствия достоверной информации о теплоемкости ионов в растворах расчет АЮ°5} велся исходя из простейшего приближения о неизменности ЛгН"и Аг8" с ростом температуры. Тогда АК}°а = Дг#^-353 Дг5^ = 47,88 кДж/моль, как видно из расчетов ДгСг°5, > 0, следовательно реакция (2) не будет протекать.

При контакте со щелочами сульфатированные алюминаты могут образовывать фазу примерного состава 4СаОО,9А1203 1Д8030,5Ка2018Н20. Под действием С02 гидро-сульфоалюминат образует полукарбоалюминат кальция 4СаО-А1203-0,5С02-12Н20 и эттрингит. Дальнейшая карбонизация превращает полукарбоалюминат в карбоалюминат кальция. Из этого следует, что примесь 80*' не оказывает влияния на процесс синтеза гидрокарбоалюмината кальция из конверсионного фосфомела. Сульфат ионы будут оставаться в алюминатом растворе, при этом не осаждаясь вместе с гидроксидом алюминия.

В результате контактирования карбоната кальция с алюми-натным раствором при температурах 60-80°С образуется гидрокар-боалюминат кальция, при 95°С при экспозиции более 1 часа начинается переход гидрокарбоалюмината кальция в гидроалюминат кальция.

В осонове предложенного способа лежит процесс разложения СаСОз в системе №0Н-А1(0Н)4 - СОс получением Са(ОН)2 и последующий кристаллизацией ГКАК с насыщением по С02=0,5.

Основным условием протекания синтеза гидрокарбоалюмината кальция из карбоната кальция, является повышенная концентрация свободной щелочи в алюминатном растворе. Для повышения выхода ГКАК алюминатный раствор должен иметь каустический модуль на уровне 3,0-3,3 единицы. При переносе данной технологии в условия производства глинозема из нефелинов такие растворы получают методом байеровской декомпозиции в содо-щелочной ветви при затравочном отношении около 1,0.

В процессе синтеза ГКАК из известняка и фосфомела получаются ненасыщенные по карбонат-иону препараты, представляющие собой твердый раствор ангидрида С02 в кристаллической решетке гидроалюмината СфАН*, что подтверждает механизм ионооб-мена установленный ранее в работах В.М.Сизякова.

На основании результатов исследований на рисунке 1 приведены усредненные изотермы метастабильных равновесий в системе синтеза при 60, 80 и 95 °С, в качестве карбонатных компонентов использовали фосфомел и известняки переменного состава по БЮ2 Пикалевского месторождения.

Полученные образцы гидрокарбоалюмината кальция исследовали методами: химического, рентгенофазового, дифференциально-термического анализа, оптической и электронной микроскопии.

Однородность проб ГКАК была подтверждена с помощью кристаллооптического анализа. Они представлены скрытокристал-лическими агрегатами и мелкими монозернами в форме гексагональных пластин и их обломков; в отличие от известного способа синтеза агрегаты имеют достаточно выраженную реакционную каемку; встречаются зерна гидрограната кальция с ТУ от 1,590 до 1,603; промежуточная фаза с N от 1,570 до 1,590, немного СаСОз и Са(ОН)2; показатели преломления ГКАК 1,54 и 1,556.

У препарата,

Рисунок 1 - Часть диаграммы метастабилыгого

состояния системы СаСОэ - МаА1(ОН)4 -4СаОА120}тС02-11Н20 - СзАН« - С-^пН^ -Ыа0Н-Н20.

о т"1 —1-1—•-1-т-

О 50 100 150 200 250 КаОН (по N^0*), г/л

• 80 С

♦ 95 С — Сода

• 60 С

полученного безобжиговым методом, выделяется реакционная разрыхленность материала, при этом удельная поверхность ГКАК из фосфомела 80 м2/г, для ГКАК из известняка 65 м2/г, в то время как ГКАК, синтезированный обжиговым методом, имеет удельную поверхность 20 м*/г.

Молярные составы синтезированных ГКАК находятся в узком интервале: (4,1-3,9)СаОА1203(0,48-0,53)С02(10,6-11,5)Н20.

2. С целью интенсификации сверхглубокого обескремни-вания алюминатных растворов и полного разделения гидроксо-комплексов А1(Ш) и Б^ГУ) следует осуществлять опережающий ввод оборотного гидрогранатового шлама в количестве 20 г/л и дробную дозировку гидрокарбоалюмината кальция с оптимальным соотношением 1:1.

Значительный потенциал для интенсификации карбоалюми-натной технологии сверхглубокого обескремнивания заключается в дробной дозировке гидрокарбоалюмината и обороте гидрогранатового шлама.

Проведены исследования по дробной дозировке гидрокарбоалюмината кальция в процессе сверхглубокого обескремнивания. Были проведены эксперименты по уточнению параметров и нахождению оптимальных (наиболее эффективных) условий распределения гидрокарбоалюмината кальция по порциям. Общая дозировка обескремнивающего реагента составляла 7 г/л (по СаОает), распределение по порциям составляло соответственно: для опытов 100 и 0 % 90 и 10 %; 75 и 25 %; 50 и 50 %; 40 и 60 %; 25 и 75 %, результаты представлены на рисунке 2. Как видно из данных, оптимальным соотношением дозировок ГКАК является 1:1.

Достигаемый эффект интенсификации объясняется тем, что при введении второй порции гидрокарбоалюмината кальция в растворе уже присутствует гидрогранатовый шлам, образовавшийся в результате взаимодействия первой порции ГКАК и алю-минатного раствора, который (шлам) несет в себе

18000

3 4 5 № опыта

Рисунок 2 - Зависимость кремниевого модуля

от различных дозировок ГКАК элементы гетерогенного катализа.

Эффект оборота гидрогранатового шлама был выявлен в работах профессора Сизякова В.М. и его учеников, однако систематических работ по этому направлению не проводилось. Интенсификация процесса сверхглубокого обескремнивания объясняется каталитическим воздействием активных центров оборотного гидрогранатового шлама. С целью доказательства гетерогенного катализа проводились эксперименты с опережающим вводом в процесс обескремнивания различной природы затравок.

Проведены исследования сверхглубокого обескремнивания с опережающим вводом следующих затравок: СаСОз, М§СОз, Зм§0-А120з0,58ю2-7Н20, процесс интенсификации отсутствует.

Предложена гипотеза по модели гетерогенного катализа: ускорителем реакции обескремнивания является переход алюминат-ных структур октаэдрических группировок А1(0Н)б3", принадлежащих гидрокарбоалюминату Са2[А1(0Н)б3"]-0Н, в гиббситовые группировки А1(ОН)з' гидрограната кальция ЗСаО[А1(ОН)з"]2 через активные структуры А1(0Н)б3" на поверхности гидрогранатового шлама - в предначальной стадии гидролиза алюминатных растворов в конце реакции обескремнивания. Необходимая экспозиция в 30-60 минут до введения ГКАК обусловлена перестройкой октаэдрических группировок по схеме А1(ОН)б3"—>А1(ОН)з, тогда при вводе ГКАК реакция обескремнивания протекает в облегченных условиях, когда работа по созданию зародыша на активных центрах гидрогранатового шлама уже выполнена.

Доказательством каталитического воздействия гидрогранатового шлама является тот факт, что кажущаяся энергия активации реакции глубокого обескремнивания с вводом оборотного шлама снижается в 3 раза с 96 кДж/моль до 30 кДж/моль.

Для полного разделения гидроксоформ алюминия и кремния были проведены эксперименты с дробной дозировкой ГКАК, синтезированного методом обратной реакции на основе фосфомела и известняка, и опережающим вводом гидрогранатового шлама, результаты представлены на рисунке 3.

Основные элементы предлагаемой технологии прошли проверку на основе "обжиговых" гидрокарбоалюминатов действующего производства.

Промышленные испытания технологии с дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция по аппаратам проводились в условиях повышенного кремнезема в известковом молоке на ЗАО "Ба-зэлЦемент-Пикалево".

Результаты промышленных испытаний по этапам представлены в таблице 2. Изменение концентраций А1203 и 8Ю2, показанные в таблице 3, показывают, что

О 60 120 180 240 г-

в процессе обескремни-

Время, мин г 1

Рисунок 3 - Кинетика сверхглубокого обескрем- вания С дробной ДОЗИ-нивания с дробной дозировкой ГКАК и опере- ровкой потери глинозе-жающим вводом гидрогранатового шлама. ма не увеличиваются.

Таблица 2 - Основные показатели обследования и химических ана-

№ этапа <3, м3/час Известковое молоко СаОщп, наП стадию, г/л V

СаОап г/л БЮз, % ^Са(ОН)2

1 305 207,9 0,74 10,0 2,4 7434

2 295 222,2 2,52 10,1 2 л 5336

3 321 209,2 2,39 10,0 2,4 9262

4 287 211,9 0,78 5,8 2,4 7977

Таблица 3 - Изменение концентраций по длине технологической нитки _

Концентрация по аппаратам, г/л

Раствор на П стадию 1 реактор 2 реактор 3 реактор слив сгустителя

А1203 82,9 79,2 78,9 78,6 77,9

ЗЮ2 0,161 0,059 0,014 0,009 0,008

Ок 1,56 1,63 1,65 1,65 1,66

На основании экспериментальных данных построена математическая модель процесса карбоалюминатного обескремнивания алюминатных растворов с оборотом гидрогранатового шлама:

У = -115309 + 307,1^ +17233,91х2 -0,45х,2 -906,17х22 + 44,64х32 (3)

где - У - кремниевый модуль, ед.;

XI- время, мин.;

х2 - концентрация ГКАК, г/л;

х3 - концентрация гидрогранатового шлама, г/л; коэффициент корреляции Л: 0,98; коэффициент детерминации И2: 0,97.

В результате лабораторных и промышленных экспериментов разработана математическая модель сверхглубокого карбоалюминатного обескремнивания с предварительной экспозицией оборотного гидрогранатового шлама:

еП¥/Л = -дя+к-Ва -£Г (4)

где \¥- осажденное количество гидрогранатового шлама в процессе сверхглубокого обескремнивания, г/л; (^-количество 8Ю2, осажденное за период предварительного введения гидрогранатового шлама, г/л; к- константа скорости химической реакции; В, - концентрации карбоалюмината кальция (по СаО) и кремния (по 8Ю2), соответственно, г/л; п,т- порядки реакций по СаО и 8Ю2.

В результате проведенных исследований было установлено оптимальное количество оборотного шлама - 20 г/л по твердому.

Были проведены эксперименты по сверхглубокому обес-кремниванию с использованием обескремнивающей добавки и гидрогранатового шлама действующего производства. При вводе 20 г/л оборотного шлама, с последующим вводом ГКАК двумя порциями по 3,5 г/л (по СаОагг) кремниевый модуль составлял примерно 50 000 единиц.

Таким образом, сочетание каталитических свойств поверхности гидрогранатового шлама и дробной дозировки карбоалюмината кальция позволяет получать растворы особой чистоты. Следует отметить, что доведение примеси 8Ю2 в алюминатном растворе до следов значительно облегчает решение задачи получения песочного

глинозема. Снижение примеси БЮг до следов повышает удельную поверхность А120з с 80 до 96 м2/г, а текучесть в 2,5 раза (по методике ВАМИ).

Разработанные теоретические основы легли в основу эффективной технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов с дробной дозировкой карбоалюмината по реакторам и оборотом гидрогранатового шлама "на себя". Аппаратурно-технологическая схема представлена на рисунке 6.

СаСО;

Алккпшаташй распор п^-З

1Ж1 '

\

3

V /

(Ж1

Дробная дозировкаПСЛК

Ллюмннатный Га^ро гранатовый шлам раствор р$,-400

[Ж1

[XI

он

1Г

[Ж]

Рисунок 6 - Аппаратурно-технологическая схема передела сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов и приготовления ГКАК (1 - бункер; 2 - питатель с весовым дозатором; 3 - мельница; 4 - мешалка; 5 - центробежный насос; 6 - гидроклассификатор; 7 - сгуститель.)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе поставлена и решена задача сверхглубокого карбоалюминатного обескремнивания алюминатных растворов с полным разделением гидроксокомплексов А1(Ш) и 81(1У) в интенсивном режиме на основе энергосберегающего способа синтеза ГКАК с использованием каталитических свойств оборотных гидрогранатовых шламов, что обеспечивает производство глинозема высшего качества, не имеющего аналогов в современном глиноземном производстве, сокращение расхода обескремнивающих

реагентов и расширение сырьевой базы для их синтеза, а также упрощает задачу получения крупнозернистого глинозема при комплексной переработке нефелинов.

Выполненные автором исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. Научно обоснован энергосберегающий способ синтеза гидрокарбоалюмината кальция путем взаимодействия карбоната кальция (фосфомела или известняка с различным содержанием по 8102) с высокомодульным алюминатным раствором (ак>3,0);

2. Построены усредненные изотермы метастабильного равновесия в системе СаС03 - КаА1(0Н)4 - 4Са0А1203тС02-11Н20 - С3АНб - СзА8пНб-2п - МаОН - Н20 при 60, 80 и 95 °С, в качестве карбонатных компонентов использовали фосфомел и известняки переменного состава по 8Ю2 Пикалевского месторождения;

3. Разработан технологический регламент энергосберегающей технологии синтеза ГКАК установлены параметры синтеза: алюминатный раствор с концентрацией Ка20к=90-100 г/л; 0^=3,0-3,3 1=60-80 °С; Ж:Т=5(6):1; время взаимодействия 60 минут;

4. Описано поведение кремнезема при синтезе ГКАК, доказано, что при синтезе обжиговым способом допустимое содержание вредной примеси кремнезема в известняке ограничивается 2+2,5 %, в то время как при синтезе ГКАК методом обратной реакции можно использовать известняк с повышеным содержанием 8102, что расширяет сырьевую базу;

5. Доказано, что примеси, входящие в состав фосфомела, не оказывают отрицательного влияния на процесс синтеза гидрокарбоалюмината кальция и качество получаемой продукции при комплексной переработке нефелинового сырья;

6. Доказано, что дробная дозировка ГКАК значительно интенсифицирует процесс сверхглубокого обескремнивания алюми-натных растворов; лабораторные данные были подтверждены промышленными испытаниями на ЗАО "БазэлЦемент-Пикалево" г. Пи-калево; установлено оптимальное распределение между порциями ГКАК (1-ая 50 % и 2-ая 50 %);

7. Изучена кинетика осаждения 8Ю2 в системе 4Са0А1203 тС02-11Н20-ЗСа0А120зп8Ю2(6-2п)Н20-8Ю2-

КаА1(0Н)4-Ма0Н-Н20 в зависимости от вида ГКАК и способа его дозировки (дробной);

8. Доказан каталитический эффект поверхности оборотного гидрогранатового шлама;

9. Предложена гипотеза гетерогенного катализа процесса сверхлубокого карбоалюминатного обескремнивания: ускорителем реакции разделения ионов А1 и является переход А1(ОН)63" —>А1(ОН)з через активную затравку, образованную на поверхности оборотного гидрогранатового шлама в конце реакции обескремнивания;

10. Разработана математическая модель процесса сверхглубокого карбоалюминатного обескремнивания с предварительной экспозицией оборотного гидрогранатового шлама;

11. Разработана энергосберегающая аппаратурно-технологическая схема полного разделения гидроксокомплексов А1(Ш) и Э^ГУ) в алюминатных растворах с применением дробной дозировкой ГКАК и оборотом гидрогранатового шлама адаптированная к комплексной переработке кольских нефелиновых концентратов;

12. Суммарный экономический эффект от использования технологических решений, предлагаемых в диссертационной работе, составляет 130,6 миллиона рублей в год.

Основные результаты диссертации представлены в следующих печатных работах:

1. Сизяков В.М. Кристаллизация гпдрокарбоалюмнпатов кальция в системе СаС03-Ш20-А1203-Н20 / В.М. Сизяков, Е.В. Сизякова, Е.С. Кононенко // Записки Горного Института, 2012. Т. 197. С. 230-234.

2. Сизяков В.М. Сверхглубокое обескремнивание алюминатных растворов иа основе гидрокарбоалюминатов кальция / В.М. Сизяков, Е.В. Сизякова, Е.С. Кононенко // Записки Горного Института, 2012. Т. 197. С. 235-238.

3. Сизяков В.М. Технология сверхглубокого обескремнивания с дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция /

В.М. Сизяков, Е.С. Кононенко, С.Н. Макаров // Записки Горного Института, 2012. Т. 202. С. 31-34.

4. Сизяков В.М. Интенсификация карбоалюминатвой технологии сверхглубокого обескремнивания на основе каталитических свойств гидрогранатового шлама / В.М. Сизяков, Е.С. Кононенко // Записки Горного Института, 2012. Т. 202. С. 27-30.

5. Сизяков В.М. Синтез высокоглиноземистых цементов в системе 4Са0А1203 11Н20-А1(0Н)3 / В.М. Сизяков, Е.В. Сизякова, Е.С. Кононенко // Сборник докладов второго международного конгресса «Цветные металлы Сибири». Красноярск, 2010. С. 403-407.

6. Kononenko E.S. Complex processing of nepheline raw material and ways of its development / E.S. Kononenko, V.M. Sizyakov// Scientific reports on resource issues 2012. Technishe University Bergakademie Freiberg, Germany, 2012. P. 126-129

РИЦ Горного университета. 15.05.2013. 3.263 Т.100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

0420135^4^7

На правах рукописи

Кононенко Евгений Степанович

РАЗРАБОТКА ИНТЕНСИВНОЙ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ СВЕРХГЛУБОКОГО ОБЕСКРЕМНИВАНИЯ АЛЮМИНАТНЫХ РАСТВОРОВ (при комплексной переработке нефелинов)

Специальность 05.16.02 - Металлургия черных, цветных и редких металлов

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: Доктор технических наук, профессор В.М. Сизяков

Санкт-Петербург - 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение..............................................................................................................................................................................4

Глава 1 Аналитический обзор и постановка задачи исследований..............................9

1.1 Исторические аспекты развития технологии пререработки нефелинов.... 9

1.2 Структура алюминатных и алюминат - силикатных ионов в растворах различного состава......................................................................................................................................................15

1.3 Теория и технология обескремнивания алюминатных растворов........................21

1.3.1 Автоклавная схема обескремнивания алюминатных растворов........................21

1.3.2 Двухстадийное обескремнивание алюминатных растворов....................................29

1.3.3 Карбоалюминатная технология сверхглубокого обескремнивания................35

Глава 2 Исследование факторов влияющих на синтез гидрокарбоалюмината

кальция..................................................................................................................................................................................41

2.1 Характеристика карбонатного сырья................................................................................................41

2.2 Исследование процесса получения извести с высокой активностью..................45

2.3 Поведение кремнезема при обжиговом синтезе ГКАК....................................................54

2.4 Методика определения качества ГКАК суспензии............................................................57

2.5 Синтез гидрокарбоалюмината кальция методом обратной реакции..................58

2.5.1 Конверсионная переработка фосфогипса на фосфомел..............................................58

2.5.2 Синтез ГКАК на основе взаимодействия карбонатов кальция с

высокомодульным алюминатным раствором....................................................................................66

Глава 3 Интенсификация карбоалюминатной технологии сверхглубокого

обескремнивания..........................................................................................................................................................77

3.1 Исследование дробной дозировки карбоалюмината в процессе сверхглубокого обескремнивания................................................................................................................77

3.2 Исследование интенсификации карбоалюминатного сверхглубокого обескремнивания на основе каталитических свойств гидрогранатового

шлама........................................................................................... 89

3.2.1 Изучение технологических гидрогранатов кальция......................................................89

3.2.2 Изучение каталитических свойств гидрогранатового шлама в системе

4Ca0Al203mC02-1 lH20-3Ca0Al203nSi02- (6-2n)H20-Si02-Na0H-H20....... 94

3.2.3 Математическое моделирование процесса....................................... 105

Глава 4 Аппаратурно-технологические решения по интенсификации и повышению энергоэффективности процесса сверхглубокого

обескремнивания............................................................................. 115

Заключение..................................................................................... 123

Список литературы........................................................................... 126

ВВЕДЕНИЕ

Производство глинозема в мире основано на переработке высококачественных бокситов простым и эффективным способом Байера. В отечественной промышленности из-за ограниченного запаса байеровских бокситов широко использу-ется нетрадиционное низкокачественное сырье сложного минералогического и химического состава - нефелины. Одной из главных проблем при получении глинозема из нефелинов является достижение достаточно глубокого разделения гидроксокомплексов AI (III) и Si (IV) в среде сильных электролитов, которое реализуется в различных схемах обескремнивания алюминатных растворов.

Значительный вклад в развитие способа глубокого обес-кремнивания алюминатных растворов внесли М.Г. Лейтейзен, А.И. Лайнер, И.З. Певзнер, Н.И. Еремин, М.Н. Смирнов, Н.С. Мальц и другие ученые. Данный способ осуществляется путем взаимодействия извести с алюминатно-силикатным раствором. Недостатком способа является значительный расход топлива на обжиг извести и недостаточная глубина обескремнивания алюминатных растворов (кремниевый модуль, весовое отношение Al203/Si02~1000 единиц), что ограничивает возможность производства высококачественного глинозема.

Основоположником карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов является профессор В.М. Сизяков. В этой технологии обескремнивающим реагентом является гидрокарбоалюминат кальция (ГКАК) - 4Са0А1203пС0211Н20, который синтезируется путем взаимодействия извести с оборотным глубокообескремненным алюминатным раствором.

В результате внедрения карбоалюминатной технологии на предприятиях, перерабатывающих нефелиновое сырьё, получают глубокообескремненные растворы с кремниевым модулем 4000 ед. Это позволяет надежно производить глинозем высокой марки Г-00.

Анализ карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания показывает, что её возможности далеко не исчерпаны, и она имеет потенциал для дальнейшего развития, особенно в части энергосбережения, получения качественно новых алюминатных растворов с кремниевым модулем 50 ООО единиц и выше, интенсификации процесса разделения гидроксокомплексов А1(Ш) и 51(1У), расширения сырьевой базы для синтеза обескремнивающих реагентов и

др.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с целевой программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы», а также в рамках проекта РНП 2.1.2.5161 «Развитие фундаментальных основ синтеза метастабильных соединений в области технически значимых систем алюминиевой промышленности» 2009-2011г и государственного контракта № 16.525.11.5004 «Разработка технологии комплексной переработки крупномасштабных отходов производства минеральных удобрений с получением товарных продуктов многофункционального назначения».

Цель работы

Научное обоснование и разработка технологических решений, обеспечивающих повышение эффективности технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов.

Основные задачи исследований:

• научное обоснование каталитического эффекта оборотного гидрогранатового шлама в процессе карбоалюминатного сверхглубокого обескремнивания (в системе 4Са0А1203 тС0211НгО-ЗСа0А120зп8102(6-2п)Н20-8102-КаА1(0Н)4-Ка0Н-Н20);

• изучение влияния дробной дозировки гидрокарбоалюмината кальция на процесс сверхглубокого обескремнивания алюминатного раствора;

• методическая проработка и экспериментальные исследования карбоалюминатной технологии сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов с оборотом гидрогранатового шлама;

• научно-технологическое обоснование синтеза обескремнивающего реагента высокой активности на основе химически-осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняков переменного состава по 8Ю2;

• определение примесного состава фосфомела и оценка его влияния на получаемый гидрокарбоалюминат кальция;

• разработка аппаратурно-технологической схемы сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов с дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция и оборотом гидрогранатового шлама при переработке кольских нефелиновых концентратов.

Научная новизна:

• разработаны технологические параметры энергосберегающего режима синтеза гидрокарбоалюмината кальция на основе химически осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняка различного качества;

• установлено, что примеси, содержащиеся в фосфомеле, при синтезе гидрокарбоалюмината кальция на его основе не оказывают отрицательного влияния на качество получаемой продукции;

• доказано, что при синтезе гидрокарбоалюмината кальция на основе известняка, кремний адсорбируется на кристаллической решетке СаС03 и в карбоалюминатную суспензию при этом не переходит;

• выявлен каталитический эффект поверхности гидрогранатового шлама в процессе карбоалюминатного сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов, предложена гипотеза гетерогенного катализа: ускорителем реакции обескремнивания

о

является переход А1(ОН)6 —>А1(ОН)3 через активную затравку, образованную на поверхности оборотного гидрогранатового шлама в конце реакции обескремнивания;

• выявлены зависимости значений кремниевого модуля в процессе сверхглубокого обескремнивания от оборота гидрогранатового шлама и дробной дозировки ГКАК;

Основные защищаемые положения:

1. Для повышения энергосбережения и экологической безопасности процесс синтеза гидрокарбоалюмината кальция (4Са0 А120з тС0211Н20) необходимо вести путем взаимодействия карбоната кальция (фосфомела или известняка различного состава, в том числе с высоким содержанием 8Юг) с высокомодульным алюминатным раствором (ак>3).

2. С целью интенсификации сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов и полного разделения гидроксокомплексов А1(Ш) и 81(1У) следует осуществлять опережающий ввод оборотного гидрогранатового шлама в количестве 20 г/л и дробную дозировку гидрокарбоалюмината кальция с оптимальным соотношением 1:1.

Практическая значимость работы:

• предложено технологическое решение для синтеза гидрокарбоалюмината кальция на основе химически осажденного карбоната кальция (фосфомела) и известняка различного качества, что позволяет понизить энергозатраты, расширить сырьевую базу для синтеза обескремнивающего реагента, а также снизить его расход на процесс сверхглубокого обескремнивания алюминатных растворов;

• разработана эффективная аппаратурно-технологическая схема передела сверхглубокого обескремнивания с использованием

каталитических свойств поверхности гидрогранатового шлама и дробной дозировкой гидрокарбоалюмината кальция по реакторам.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации освещались на международном конгрессе «Цветные Металлы Сибири-2010» (Красноярск 2010), «Цветные Металлы Сибири-2011» (Красноярск 2011), на международной научной конференции на базе Фрайбергской горной академии (Фрайберг, 2012), на ежегодной научной конференции молодых учёных «Полезные ископаемые России и их освоение» в СПГГУ (СПб, 2010, 2011).

Публикации.

По теме диссертации опубликованы 6 научных работ, в том числе 4 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России, подано 2 заявки на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 120 наименований, содержит 27 таблиц и 48 рисунков. Общий объем работы - 137 страницы машинописного текста.

Личный вклад автора состоит в анализе существующих способов обескремнивания алюминатных растворов глинозёмного производства, постановке и решении задач исследования, организации и проведении лабораторных исследований, участии в опытно-промышленных и промышленных испытаниях энергосберегающей интенсивной карбоалюминатной технологии в обработке и обобщении полученных результатов.

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ

В аналитическом обзоре дана оценка современному состоянию и перспективам развития производства глинозема и попутной продукции из нефелинов в условиях рыночной экономики, выделены основные проблемы.

Показано, что существенную роль в повышении эффективности комплексной переработки нефелинов играют гидрокарбоалюминаты кальция, синтезированные в условиях глиноземного производства. Сосредоточено внимание на дискуссионных и нерешенных вопросах, намечены основные пути дальнейшего повышения эффективности технологии комплексной переработки нефелинов на основе более широкого использования карбоалюминатных соединений.

1.1 Исторические аспекты развития технологии переработки нефелинов

В 2012 году алюминиевая промышленность нашей страны отметила 80-летний юбилей. 14 мая 1932 г. в 17 ч 45 мин на Волховском алюминиевом заводе (ВАЗ) был выпущен первый отечественный алюминий [1-3]. Этому предшествовала огромная работа отечественных ученых, инженеров, рабочих.

Дореволюционная Россия, несмотря на ведущую роль русских ученых в разработке теоретических основ электрометаллургии алюминия, не имела собственного производства этого металла. Особенно дефицит "крылатого металла" чувствовался во время войны. Так в годы первой мировой войны потребность в алюминии как стратегическом материале, применявшемся при строительстве аэропланов, для изготовления взрывчатых веществ, термита,

л

±и

зажигательных снарядов, для аппаратуры, используемой в производстве азотной кислоты и т.д., сильно возросла.

В закупках же этого металла возникли большие трудности. Они были вызваны сокращением выпуска алюминия на рынок тем, что Франция - один из главных поставщиков алюминия - сократила выпуск алюминия для продажи на внешнем рынке из-за возросших собственных нужд в металле, а другие западные страны, пользуясь отсутствием производства алюминия в России, выдвинули кабальные условия его поставки, что выразилось прежде всего в катастрофическом росте цен на металл. Так, в 1915 г. при средней цене на Нью-Йоркской товарной бирже 0,334 долл. за фунт алюминия, что было эквивалентно 1960 руб. за тонну, Россия платила 4460 р/т, а в 1916 г. соответственно при 0,607 долл./фунт или 2670 р/т платила 7540 р/т [2].

В 1921 г., когда шла еще Гражданская война, советское правительство пригласило группу американских геологов для разведки месторождения тихвинских бокситов, открытого инженером П. П. Тимофеевым в 1916 г. Совместно с российским ученым под руководством профессора С. Ф. Малявкина они вскоре принялись за работу. Спустя некоторое время, отобрав ряд проб боксита и обнаружив в них высокоесодержание кремнезема, американские специалисты заявили: «Тихвинские бокситы годятся лишь для глинобитных построек, а не для получения из них алюминия»... и работу прекратили [2, 4].

Однако экспедиция С. Ф. Малявкина продолжила подробное изучение тихвинских месторождений бокситов, к 1924 г. было выявлено 12 крупных месторождений и подсчитаны их запасы. Действительно, во всех залежах бокситы содержали большое количество кремнезема — 8-10 %. Между тем мировая алюминиевая промышленность базировалась на переработке высококачественных бокситов по способу Байера, где содержание кремнезема не превышало 3 %.

Отсутствие отечественного качественного сырья создало предпосылки для создания новых технологий. Работы по созданию способов переработки низкокачественного высококремнистого сырья приняли невиданный размах. В

них участвовали сотрудники крупнейших научно-исследовательских институтов и высших учебных заведений страны — Государственного института прикладной химии (ГИПХ), Ленинградского горного и Ленинградского политехнического институтов, Государственного научно исследовательского института цветных металлов и многих других [2].

За короткий срок были разработаны основы способов получения глинозема не только из боксита, но и из самых разнообразных видов алюминиевого сырья: из нефелинов — способ спекания с известняком, из алунитов — щелочной, аммиачно-щелочной, из каолинов -сернокислотный и др. На возможность использования небокситового сырья - нефелинов и алунитов указал профессор В.В. Аршинов в 1918г. Опыты по производству глинозема из Хибинских нефелинов начались начались в 1929г. под руководством Н.П. Владовца в Геохимическом институте. В 1932г. планировалось построить Кандалашский глиноземный завод с производительностью 40тыс.т. и модернизацией до 150тыс.т. Но после войны здесь был построен алюминиевый завод [2].

Большую роль в отечественной алюминиевой промышленности сыграл способ профессора А. А. Яковнина, который был принят для производства глинозема на ВАЗ. Способ основан на спекании бокситас известняком и содой во вращающихся печах притемпературе 1150-1200 °С; спек выщелачивают, врезультате чего образуется алюминатный раствор;из алюминатного раствора методом карбонизациивыделяют гидроксид алюминия, который прокаливают на глинозем [1].

Особую роль в становлении и развитии алюминиевой промышленности сыграл Ленинградский горный институт [5-8].

В лаборатории цветных металлов Ленинградского горного института в 1920-е гг. был разработан профессором А. Н. Кузнецовым совместно с инженером Е. И. Жуковским способ производства глинозема электрометаллургическим методом плавления боксита с карбонатом бария и антрацитом [9]. Железо и кремний избоксита восстанавливали с получением ценного ферросилиция, а

алюминий, соединяя�