Комплексное использование сырья и отходов алюминия и магния. Ч.1. Курс лекций-1

каустической соды NaOH. Образование алюминатного раствора протекает по реакции (4.1):

падая на поверхность мелкодисперсных гидрофобных частиц, еще более ухудшают их смачиваемость водой, и поэтому они бо­лее интенсивно прилипают к пузырькам воздуха и вместе с ними выносятся на поверхность пульпы. Для увеличения эффективно­сти процесса флотации важно иметь тонкое измельчение матери­ала, т.к. крупные частицы не могут удерживаться пузырьками воздуха.

Частицы угля, адсорбировавшие на своей поверхности фло­тореагент, становятся практически не смачиваемыми водой и увлекаются вверх пузырьками воздуха образуя пену, которая непрерывно механическими гребками снимается с поверхности пульпы. В результате пульпа обогащается частицами электро­лита, которые оседают на дно флотационной машины, а затем удаляются из нее как конечный продукт флотации – концен­трат. Угольные частицы, снимаемые с пеной, являются вторым конечным продуктом флотации (хвосты), который направляется в отвал. Химический состав хвостов флотации следующий, % (мас.): 8,8 F; 6,7 Na; 5,7 Al; 0,7 Са; 0,5 Mg; 0,25 SiO2; 1,6 Fе2О3; 0,5 SО4 (72,1% – потери при прокаливании).

пеногонов с поверхности пульпы каждой камеры в общий же­лоб. В первой группе камер первой флотомашины проводится ос­новная флотация. Хвосты же основной флотации отправляются на контрольную флотацию, которая осуществляется в несколь­ких камерах второй флотомашины. В остальных камерах первой и второй флотомашин, соединенных последовательно, произво­дится перечистка криолита с получением криолитового концен­трата. После контрольной флотации и выделения промпродук­та-2 хвосты отправляют в отвал.

Шлак имеет ценность. И чем больше в нем содержится при­годного к извлечению металла, тем выше его цена. На самом деле, в мировой металлургии шлак все больше и больше пре­вращается в товар. Задача предприятий, на которых образуется шлак, состоит в том, чтобы сократить его количество, обеспечив при этом хорошее качество и высокое содержание металла в нем [16].

Эти особенности делают солевой шлак опасным для окружа­ющей среды материалом. При хранении на открытых площад­ках под воздействием атмосферных осадков из него выделяются токсичные и взрывоопасные газы (Н HCN, HF). Количество газов в зависимости от применяемой тех­нологии плавки может составлять от 12 до 40 м3/т. Кроме того, вымывание ливневыми или талыми водами растворимых хлори­дов может привести к засолению почвы и загрязнению грунто-

вых вод. Обычно солевые шлаки с содержанием металлического алюминия более 7–10% перерабатывались методами механиче­ского обогащения, которые позволяли извлечь часть металличе­ского алюминия. Оставшийся материал складировался в шла­коотвалах и специальных хранилищах. При этом объем отходов составляет от 60 до 90% от первоначального объема шлаков, а извлечь удается не более 50–70% содержащегося в них алюми­ния. Применительно к солевым шлакам с меньшим содержани­ем металла такой метод механического обогащения экономиче­ски неэффективен. Поэтому в ряде стран их сразу захоранивают на полигонах твердых промышленных отходов.

Захоронение отходов – затратный процесс, поскольку по ука­занным выше причинам необходимо предотвратить воздействие атмосферных осадков на захораниваемые материалы и непо­средственный контакт их с почвой. Однако стоимость захороне­ния в разных странах резко отличается. Так, например, в США стоимость захоронения отходов в землю в 1997 г. составляла 20–60 долларов за тонну, и при этом там до начала нового сто­летия ежегодно складировалось на полигонах до миллиона тонн солевых алюминиевых шлаков. В то же время в Германии и Японии, где стоимость захоронения токсичных промышленных отходов составляла 200–250 долларов за тонну, уже много лет применяются безотходные методы переработки солевых алю­миниевых шлаков. При этом следует отметить, что в ряде стран предприятия, которые специализируются на комплексной пере­работке шлаков, получают дотации от государства, поскольку еще не так давно не существовало экономически эффективных способов безотходной переработки этих материалов [16].

В России только в результате плавки лома и отходов алюми­ниевых сплавов ежегодно образуется более 180 тысяч тонн соле­вых шлаков. Стоимость захоронения отходов после извлечения корольков алюминия до сих пор не превышает 20 долларов за тонну, поэтому они практически в полном объеме складируются в отвалах.