Повышение затравочной активности гидроксида алюминия при переработке бокситов способом Байер-спекание тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.02, кандидат технических наук Радько, Василий Викторович

• Радько, Василий Викторович
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Радько, Василий Викторович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Современное состояние и перспективы развития технологии разложения алюминатных растворов глинозёмного производства

Глава 2. Физико-химические основы интенсификации разложения алюминатных растворов в производстве глинозёма по способу Байера

2.1. Равновесие в технически значимых системах глиноземного производства и его влияние на пересыщение алюминатных растворов

в процессе декомпозиции

2.2. Природа метастабильной устойчивости алюминатных растворов

и её влияние на условия осаждения гидроксида алюминия

2.3. Механизм и кинетика поверхностных явлений при участии затравочного гидроксида алюминия

2.4. Активность затравки и её влияние на морфологическую устойчивость продуктов осаждения

Глава 3. Экспериментальное исследование влияния кинетически значимых факторов на показатели декомпозиции алюминатных растворов

3.1. Лабораторная методика декомпозиции алюминатных растворов

3.2. Экспериментальное исследование фактора метастабильности алюминатных растворов по показателям их декомпозиции

3.3. Изучение высокоградиентной температурной обработки затравочного гидроксида алюминия и её влияния на затравочную активность и механизм декомпозиции алюминатных растворов 86 3.4 Декомпозиция алюминатных растворов в присутствии сильно адсорбируемой примеси

Глава 4. Экспериментальное исследование пассивирующих факторов разложения алюминатных растворов и путей их преодоления применительно к технологии комбинированного способа Байер-спекание

4.1. Химический состав примесей и механизмы их

накопления в растворах спекательной ветви

4.2 Исследование влияния примесей спекательной ветви на показатели декомпозиции алюминатных растворов

4.3 Влияние примесей на периодическое изменение (нестабильность) гранулометрического состава продукционного гидроксида алюминия

Глава 5. Разработка адаптированных технологических предложений для повышения затравочной активности гидроксида алюминия при переработке бокситов комбинированным способом Байер-спекание

Заключение

Список использованных литературных источников

Основные условные обозначения и сокращения

ГАК - гидроалюминат кальция

ГКАК - гидрокарбоалюминат кальция, химическая формула 4СаО А1203 С02 11Н20

ГАСН - гидроалюмосиликат натрия, химическая формула Ш20 А1203 28Ю2 2Н20

СТА - процесс центробежной тепловой активации

ППП - потери при прокаливании

ЧДА - марка реактива

КХА - количественный химический анализ

ВЕТ - метод математического описания физической адсорбции

ак - каустический модуль раствора, молярное отношение Ш20к к А1203

^20к - концентрация каустической щелочи ШОН в пересчете на №20, г/л

ЛВАЖ - листовой вертикальный автоматический жидкостной фильтр

ЭФК - экстракционной фосфорной кислоты

А - сокращенное обозначение химической формулы оксида алюминия ТС - это объёмная концентрация КаОН в пересчёте на Ка2СОз ТА - общая концентрация титруемых щелочей, т.е. суммы каустика и соды в пересчёте на Ыа2С03

ак - каустический модуль, представляет собой молярное отношение

каустической щёлочи и А12Оз в растворе.

N06 - концентрация общей щёлочи (Ка2Ооб)

]ЧК - концентрация каустической щёлочи (Ка2Ок)

8 - поверхность затравки

С, С0 - концентрация пересыщенного раствора

Со - концентрация равновесного раствора

С/С0 - относительное пересыщение (коэффициент пересыщения) ] - поток кристаллизации

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение затравочной активности гидроксида алюминия при переработке бокситов способом Байер-спекание»

Введение

В настоящее время в отечественной и мировои практике основное количество металлургического глинозема производится по способу Байера. В то же время ключевая операция этой технологии, отвечающая за выделение продукционного гидроксида алюминия, отличается исключительно низкой скоростью, а формирование свойств конечного продукта крайне чувствительно к условиям разложения алюминатных растворов (декомпозиции). В условиях российских глиноземных предприятий, работающих по комбинированной технологии Байер - спекание, данная тенденция приобретает крайние формы и характеризуется повышенным в несколько раз расходом затравочного гидроксида алюминия при длительности процесса достигающей 60 часов, что в 2-2,5 раза превышает длительность этой операции на ведущих зарубежных предприятиях. Понимание важности улучшения этих производственных показателей находит отражение в работах В.А. Мазеля, С.И. Кузнецова, А.И. Лайнера, М.Н. Смирнова, Н.И. Еремина, И.З. Певзнера, Н.С. Мальца и других учёных, а на современном этапе в работе ведущих специалистов научных школ ИМЕТ РАН им. A.A. Байкова, Института химии твёрдого тела УрО РАН, СПГГУ, УГТУ-УПИ, ИТЦ РУСАЛ и производственных коллективов глинозёмных предприятий. Это позволило значительно расширить теоретические представления о декомпозиции алюминатных растворов и смежных технологических переделах, а также решить большой объём связанных с ними производственных задач. В то же время значительный круг вопросов теории и технологии осаждения продукционного гидроксида алюминия, обеспечивающих улучшение производственных показателей, нуждается в дальнейших исследованиях и разработках.

Исследования выполнялись в соответствии с аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы (20092010 годы)» по проекту 2.1.2.5161 «Развитие фундаментальных основ синтеза метастабильных соединений в области технически значимых систем

алюминиевой промышленности», 2009-2011г. Государственным контрактом № 16.525.11.5004 «Разработка технологии комплексной переработки крупномасштабных отходов производства минеральных удобрений с получением товарных продуктов многофункционального назначения» в рамках федеральной целевой программы «Исследование и разработки по приоритетным направлениям развития научно - технологического комплекса России на 2007 - 2013 годы» Государственным контрактом № 14.740.11.1046 «Синтез лигатур, сплавов, оксидных и металлических композиций цветных металлов, обладающих объёмной или поверхностной упорядоченностью структуры на микро- и наноразмерном уровне» в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно - педагогические кадры инновационной России» на 2009 - 2013 годы.

Цель работы

Научное обоснование и разработка технических решений, обеспечивающих увеличение скорости разложения алюминатных растворов и выхода продукционного гидроксида алюминия, соответствующего критериям качества для производства металлургических сортов глинозема.

Идея работы

Повышение степени очистки алюминатных растворов спекательной ветви от примесей с целью снижения их адсорбционной активности в отношении затравки, что обеспечивает интенсификацию процесса декомпозиции и стабилизацию гранулометрического состава продукционного гидроксида алюминия.

Задачи исследований

• Анализ известных технических решений, обеспечивающих интенсификацию процесса декомпозиции и получение продукционного гидроксида требуемого гранулометрического состава, с целью определения путей развития этих решений применительно к технологии комбинированного способа Байер-спекание.

• Определение ведущих физико-химических закономерностей изменения затравочной активности гидроксида алюминия, механизма и кинетики процесса декомпозиции при участии примесных компонентов алюминатного раствора.

• Экспериментальное исследование показателей процесса декомпозиции в зависимости от величины относительного пересыщения растворов на единицу поверхности затравочных материалов.

• Экспериментальное исследование влияния примесных компонентов спекательной ветви на изменение затравочной активности гидроксида алюминия и влияния глубины очистки алюминатных растворов на показатели их разложения.

• Разработка рациональной аппаратурно-технологической схемы глубокой очистки от примесей алюминатных растворов спекательной ветви, адаптированной к существующей схеме переработки бокситов способом Байер-спекание.

Научная новизна работы:

• Показана физико-химическая природа эмпирического уравнения кинетики массовой кристаллизации гидроксида алюминия, как функции абсолютного пересыщения системы, и установлен аналитический вид зависимости потока его кристаллизации, учитывающий адсорбцию примесей на затравке. При этом морфологический состав продукционного гидрата определяется соотношением скоростей параллельно протекающих процессов, отличающихся механизмом кристаллизации.

• Установлено, что физическая адсорбция примесей приводит к общему понижению затравочной поверхности, в результате чего нарушается послойный рост и реализуется механизм самоизмельчения твёрдой фазы, в то время как хемосорбция имеет специфический характер относительно частиц

различного размера и вызывает перекристаллизацию затравки с укрупнением размера частиц.

• Экспериментально установлено, что показатели процесса декомпозиции являются функцией времени перехода системы в метастабильное состояние и природы затравки, что эквивалентно изменению удельного пересыщения среды на единицу затравочной поверхности.

• Экспериментально установлено влияние примесей спекательной ветви на избирательную пассивацию затравочного гидроксида алюминия и возможность её уменьшения путём глубокой очистки растворов от примесей.

• Теоретически обосновано, что периодическое изменение гранулометрического состава продукционного гидрата происходит под воздействием силы имеющей неравновесную термодинамическую природу, а стабилизирующими факторами этого процесса являются масса затравки и её активность.

Основные защищаемые положения:

1. Термообработка затравочного гидроксида алюминия, продолжительность метастабильного состояния алюминатных растворов и наличие адсорбционно активных примесей в алюминатном растворе вызывает изменение относительного пересыщения системы на единицу затравочной поверхности, что приводит к смене механизма роста продукционного гидроксида алюминия и изменению его гранулометрического состава.

2. Глубокое обескремнивание алюминатных растворов спекательной ветви с использованием высокоэффективного реагента карбоалюминатного типа представляет собой техническое решение, хорошо адаптируемое к существующей схеме Байер-спекание которое, обеспечивает повышение затравочной активности гидроксида алюминия и может способствовать стабилизации гранулометрического состава продукционного гидрата.

Практическая значимость:

• Предложено технологическое решение, обеспечивающее глубокую очистку алюминатных растворов спекательной ветви от примесей с использованием высокоэффективного реагента (ГКАК), что позволяет интенсифицировать процесс декомпозиции за счёт снижения величины затравочного отношения.

• Выявлен новый источник химически осаждённого карбоната кальция, получаемого при конверсионной переработке фосфогипса, что обеспечивает синтез ГКАК (гидрокарбоалюмината кальция) высокой активности на его основе.

• Научные и практические результаты работы вошли в лекционные курсы по дисциплинам «Физико-химические основы методов извлечения металлов из растворов», «Современное состояние науки и производства в металлургии глинозёма», «Современные направления в развитии технологии производства цветных металлов», «Организация экспериментальных исследований» для подготовки студентов по специальности 110200 «Металлургия цветных металлов», магистров по направлению 550500 «Металлургия» и 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств».

Апробация работы:

Основные результаты диссертации докладывались на международной научно-технической конференции «Металлургия легких и тугоплавких металлов» (Екатеринбург 2008), на всероссийской научной конференции с международным участием «Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов» (Апатиты, 2008), ХЬХ международной научной конференции в Краковской горно-металлургической академии (Краков, 2009), на международном конгрессе «Цветные Металлы Сибири-2009» (Красноярск, 2009) и «Цветные Металлы -2010» (Красноярск, 2010).

Публикации: Основные положения диссертации опубликованы в 10 печатных работах, из них 3 в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и библиографического списка, включающего 195 наименований. Работа изложена на 192 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы и 79 рисунков.

Личный вклад автора состоит в анализе существующих способов и аппаратурно-технологических решений для разложения алюминатных растворов глинозёмного производства, физико-химическом анализе условий разложения алюминатных растворов при переработке бокситов комбинированным способом Байер - спекание, организации и проведении экспериментальных исследований, обработке и обобщении полученных результатов, а также апробации материалов и их подготовке к публикации.

1. Современное состояние и перспективы развития технологии разложения алюминатных растворов глинозёмного производства

«-» с/

В настоящее время в отечественной и мировои практике основное количество металлургического глинозема производится по способу Байера. В то же время ключевая операция этой технологии, отвечающая за выделение продукционного гидроксида алюминия, отличается исключительно низкой скоростью и соответственно высокими расходными показателями передела разложения алюминатных растворов [1-6]. В условиях российских глиноземных предприятий, работающих по комбинированной технологии Байер - спекание, данная тенденция приобретает крайние формы и характеризуется повышенным в несколько раз расходом затравочного гидроксида алюминия при длительности процесса, достигающей 60 и более часов, что в 2-2,5 раза превышает длительность этой операции на ведущих зарубежных предприятиях [7-14].

В способе Байера ключевым моментом в формировании продукционных свойств гидроксида алюминия является технология разложения алюминатных растворов. При этом режим разложения продукционных растворов в значительной степени определяется химико-минералогической природой исходного сырья, способом его переработки и требованиями к металлургическим сортам глинозёма [15-28]. В этих условиях важнейшими показателями процесса разложения алюминатных растворов становится степень разложения, химический и гранулометрический состав продукционного гидроксида алюминия, скорость процесса и производительность технологического оборудования. Выбор оптимальных условий разложения растворов - весьма ответственная задача, определяющая экономику передела декомпозиции и способа Байера в целом.

Способом Байера в настоящее время экономически обоснована переработка высококачественных бокситов с кремниевым модулем не менее 6-

7 в отсутствии значительного количества примесных минералов, которые осложняют данную технологию. Для получения глинозема из высококремнистых бокситов с кремниевым модулем менее 6-7 и из нефелиновых руд применяют способ спекания [3,4, 29-35].

Выбор того или иного способа переработки обусловлен технико-экономическими показателями производства. С повышением содержания кремнезема в боксите применение способа Байера становится все менее выгодным, так как возрастают потери глинозема и щелочи с красным шламом. При дальнейшем повышении содержания кремнезема в боксите его выгоднее перерабатывать способом спекания. Технология способа спекания предполагает твердофазное взаимодействие минералов боксита с известняком и содой, в результате чего диоксид кремния связывается в ортосиликат кальция. Это обеспечивает селективное извлечение алюминатов натрия в раствор при выщелачивании спёка и исключает существенное влияние кремнезёма на показатели процесса. В то же время технология спекания требует больших затрат топлива и электрической энергии, осуществляется при значительных трудовых и эксплуатационных расходах, сопровождается значительным антропогенным воздействием на окружающую среду. Всё это приводит к повышению себестоимости одной тонны глинозема, полученной способом спекания бокситов, и делает её максимальной по сравнению с себестоимостью глинозёма, получаемого в промышленном масштабе при переработке других видов алюминийсодержащего сырья [5,30, 37-39].

В настоящее время спекание как самостоятельный способ переработки бокситов имеет ограниченное применение, но широко применяется в сочетании со способом Байера. Объединение в одной технологической схеме способов Байера и спекания позволило разработать так называемый комбинированный щелочной способ производства глинозема из бокситов, который может быть осуществлен по двум вариантам - параллельному (Богословский алюминиевый завод) и последовательному (Павлодарский алюминиевый завод).

При параллельном варианте способа Байер-спекание, применяемом на Уральском и Богословском алюминиевых заводах, основная масса боксита перерабатывается способом Байера [8,10,11]. Параллельно ветви Байера имеется ветвь спекания, в которой перерабатывается ограниченное количество высококремнистого боксита, составляющее около 20% от общего объёма исходного сырья. Ветвь спекания заканчивается операцией обескремнивания, а полученный при этом раствор перерабатывается по технологии способа Байера. При этом в условиях уральских заводов весь гидроксид алюминия, полученный из сырья ветви спекания используется в качестве затравочного на первой стадии декомпозиции растворов Байеровской ветви. В результате переработка сырья осуществляется с более высокими показателями. Переработка бокситов по параллельной схеме позволяет заменить каустическую щелочь, потребляемую в ветви Байера, более дешевой кальцинированной содой. Кроме того, благодаря переработке в спекательной ветви оборотной соды, упраздняется операция каустификации соды в ветви Байера, что особенно важно при переработке высококарбонатных бокситов. Одновременно в ветви спекания упраздняется операция карбонизации, что упрощает операцию обескремнивания, так как при декомпозиции по сравнению с карбонизацией предъявляются менее жесткие требования к кремневому модулю алюминатных растворов. Анализ принципиальной технологической схемы производства глинозёма параллельным способом Байер-спекание позволяет выявить в качестве дополнительного источника примесей растворы спекательной ветви. Это позволяет говорить о возможности существенного влияния процессов, протекающих в спекательной ветви, на производственные показатели передела декомпозиции Уральских алюминиевых заводов, для которых характерно значительное отличие технологических показателей от аналогичных показателей в традиционном способе Байера.

Последовательный вариант комбинированного способа применяется для переработки высококремнистых бокситов [4,26,40]. При этом боксит в целом

перерабатывается по способу Байера. Высокое содержание кремнезема в боксите вызывает большие химические потери глинозема и щелочи с красным шламом. Для дополнительного извлечения глинозема и щелочи из красного шлама его спекают с содой и известняком. Алюминатный спёк выщелачивают, а полученный раствор после обескремнивания присоединяют к раствору ветви Байера. Смесь алюминатных растворов поступает на декомпозицию. Маточный раствор, получающийся после декомпозиции, повергают выпарке и возвращают в ветвь Байера на выщелачивание новых порций боксита. Потери щелочи в обеих ветвях компенсируются добавками кальцинированной соды в шихту спекания. При переработке высококремнистых бокситов по последовательной схеме повышается извлечение глинозема из боксита и снижается удельный расход сырья и топлива. Таким образом, независимо от взаимного сочетания технологических потоков способа Байер-спекание, самопроизвольная декомпозиция алюминатных растворов обеспечивает выделение всего количества продукционного гидроксида алюминия.

В последние годы все сильнее стал ощущаться недостаток высококачественных бокситов, российские месторождения которых практически исчерпаны. В связи с этим развитие рудной базы, прежде всего, связано с переработкой бокситов более низкого качества с содержанием большего количества примесей [26,30,34,41-43]. Хорошо известны методы, обеспечивающие обогащение низкокачественных бокситов и их кондиционирование по содержанию примесей, что обеспечивает заметное улучшение показателей их переработки [30,43,45]. Но сами методы обогащения нуждаются в дальнейшем совершенствовании с позиций достижения более высоких технико-экономических показателей, что существенно ограничивает их применение в заводской практике [26]. Этот недостаток в значительной мере компенсируется технологическими решениями, которые реализуются на стадии металлургической переработки бокситового и небокситового сырья сложного химико-минералогического состава. При этом приоритет разработок связан с

использованием ресурсосберегающих решений преимущественно аппаратурно-технологического характера, что делает экономически обоснованным переработку низкокачественного сырья в рамках традиционных щелочных способов.

По оценке ряда специалистов, в ближайшее время наиболее перспективной станет переработка бокситов Северной Онеги [46,47], индийских бокситов штата Гуджарат [48], бокситов Северного Тиммана [24,33,34] и бокситов Краснооктябрьского месторождения [25,26,], нефелиновых сиенитов Горячегорского месторождения [49], а также других видов низкокачественного алюминийсодержащего сырья природного и техногенного происхождения [50-58]. Понятно, что вовлечение этих материалов в сферу промышленного производства потребует проведения дополнительных исследований и разработки целого ряда новых технических решений. Существенными перспективами в развитии сырьевой базы глинозёмного производства обладают Кольские нефелиновые концентраты, благодаря дальнейшему повышению эффективности их комплексной переработки на основе совершенствования основных технологических переделов и расширения ассортимента выпускаемой продукции [59-68].

Заметным резервом в переработке бокситов сложного состава является интенсификация ведущих технологических процессов и операций, совершенствование аппаратурного оформления процессов и систем автоматизированного управления, повышение качества и расширение ассортимента производимой продукции, утилизация и переработка отвальных продуктов [69]. Это позволяет достичь значительных результатов на переделе выщелачивания бокситов и алюминатных спёков [70-74], на стадии очистки алюминатных растворов от примесей [47,68,75-78], разработать и внедрить новую технику и системы автоматизации для производства глинозёма [1921,79-85], а также обеспечить выпуск новых видов попутной продукции [39,86]

и разработать технологические решения, обеспечивающие возможность переработки отвальных материалов [87-91].

Повышение качества конечных и промежуточных продуктов как по химическому и фазовому составу, так и по физическим характеристикам представляет собой обязательное условие дальнейшего совершенствования глиноземного производства. Это, прежде всего, касается гидроксида алюминия и глинозема, содопродуктов, каустика, спеков и шламов глиноземного производства, ряда других попутных продуктов [60,92-94]. При этом одно из ведущих мест по своему значению для экономики производства глинозёма и алюминия в целом занимает проблема получения глинозема с заданными физико-химическими свойствами, в чём не сложно убедиться по динамике публикаций, посвящённых этому вопросу [15,16,95-99]. Современное состояние технологии электролитического получения алюминия позволяет достаточно точно сформулировать требования к свойствам металлургического глинозёма, что нашло отражение в изменённом стандарте ГОСТ 30558-98 «Глинозем металлургический» [15], который определяет такие характеристики качества, как фракционный состав, угол естественного откоса, скорость истечения и устанавливает новые требования к химическому и фазовому составу глинозёма. Достижение требуемых характеристик, с учётом обеспечения высокой экономической эффективности производства в целом и показателей разложения алюминатных растворов в частности, представляет собой достаточно сложную техническую задачу. Её решение носит комплексный характер и определяется развитием ряда технических инноваций, связанных с совершенствованием технологии разложения алюминатных растворов, повышением качества управления процессом декомпозиции, разработкой и внедрением ресурсосберегающего оборудования.

Развитие технологических решений применительно к разложению алюминатных растворов, прежде всего, направлено на достижение более высоких степеней разложения, увеличение скорости процесса и выхода

продукции требуемого качества. С этим подходом связан ряд решений, основанных на оптимизации технологического режима декомпозиции, учитывающих особенности состава исходного сырья и его последующей переработки. Можно отметить положительное влияние повышения температуры декомпозиции до 80°С и применения затравочного отношения не выше 4, т.е., концентрации твёрдого в пульпе около 500 кг/м при разложении растворов, разбавленных до 80г/л по А1203 [47]. Начиная с 1980Ь1Х годов, значительное количество исследований и связанных с ними технических решений посвящено оптимизации технологического режима начальных стадий декомпозиции алюминатных растворов (агломерации мелких фракций затравочного гидроксида алюминия), что позволяет заметно увеличить выход металлургического глинозёма повышенной крупности. При этом существенными с точки зрения технологического режима процесса становятся условия этого периода по температуре раствора, количеству и составу затравки, количеству и виду добавок, обеспечивающих агломерацию частиц [7,22,100102]. Данный подход получил значительное развитие в производственных условиях, что обеспечило ощутимую стабилизацию качества продукционного гидроксида алюминия и увеличение выхода крупнозернистого глинозёма при переработке бокситового сырья способом Байер-спекание [12,13,14,18,103].

Заметный вклад в улучшение показателей декомпозиции, повышение качества продукционного гидроксида алюминия и глинозёма вносят технические решения, обеспечивающие очистку алюминатных растворов от примесей. Это позволяет выявить приоритетное значение выделения примеси кремния, железа и органических соединений. В отношении кремния и железа можно отметить как хорошо известные разработки более раннего периода [47,60,61,75], так и работы последнего десятилетия, направленные преимущественно на повышение глубины обескремнивания и достижение ресурсосберегающего эффекта [26,27,68,104,105]. При этом ведущим направлением в работах по удалению примесей кремния и железа из

алюминатных растворов сохраняется применение высокоэффективных обескремнивающих добавок карбоалюминатного типа, синтезируемых в системе Ка20-А120з-Са0-С02-Н20, а также повышение активности используемых реагентов и затравочных материалов. Отдельное направление совершенствования технологического режима декомпозиции алюминатных растворов основано на выделении органических примесей с использованием широкого спектра методов, среди которых можно отметить сорбционную и мембранную очистку, мокрое окисление, осаждение на затравке, кальцинацию раствора и ряд других. В отечественной практике наибольшее распространение получили методы сорбционной и ионообменной, а также кристаллизации на затравке [77,78,106,107]. Согласно распространённому мнению, примеси, присутствующие в алюминатном растворе, оказывают пассивирующее воздействие на затравочный гидроксид алюминия, с чем связаны технологические решения, заключающиеся как в понижении концентрации примесей в растворе, так и выведении их из затравки в процессе её дополнительной активирующей обработки [78,108].

В качестве самостоятельного технологического решения, обеспечивающего интенсификацию процесса разложения алюминатных растворов и повышение степени их разложения, сформировалось направление, основанное на использовании электродиализа для выделения продукционного гидроксида алюминия и концентрирования слабых алюминатных растворов, а также других энергетических воздействий, ускоряющих процесс декомпозиции [39,110,111].

Необходимо отметить целый ряд разработок технологического характера, направленных на повышение показателей разложения алюминатных растворов при комплексной переработке нефелинового сырья, которые дополняют в приложении к этому виду щелочных алюмосиликатов технические решения, применяемые в способе Байера [39,112-118]. При этом хочется обратить внимание не только на приложение уже известных решений к технологии

переработки нефелинового сырья, но и их полноценную техническую адаптацию к существующей технологии, а также оптимизацию режимных параметров разложения алюминатных растворов.

Понятно, что не только технологический режим процесса, но и его аппаратурное оформление, а также сочетание аппаратов в технологической схеме имеют существенное значение для улучшения показателей выделения гидроксида алюминия из растворов глинозёмного производства. Этим объясняется заметный прогресс в развитии аппаратурной составляющей технологии, который включает совершенствование теплообменной аппаратуры, оборудования для классификации и выделения гидроксида алюминия из пульпы, наконец, основного технологического оборудования (декомпозёров и карбонизаторов) и оборудования смежных переделов [72,80-82,119-122].

Значительные резервы по совершенствованию технологии разложения алюминатных растворов также заложены в технических решениях по автоматизации соответствующих процессов, что позволяет обеспечить ресурсосберегающий режим работы оборудования и контроль качества оборотных и конечных продуктов [19-21,23,85]. При этом основное внимание уделяется контролю и управлению процессом разложения алюминатных растворов, приготовлению затравки и оптимизации объёма оборотных потоков.

Проведённый анализ известных технических решений, связанных с разложением алюминатных растворов в рамках технологии производства глинозёма по способу Байера, а также аналогов этого процесса, позволяет сделать следующие основные выводы:

- значительный объём публикаций по вопросу разложения алюминатных растворов связан с необходимостью дальнейшего улучшения технологических показателей процесса декомпозиции и повышения качества конечной продукции, что отвечает современным производственным потребностям и задачам глобальной экономики;

- несмотря на заметный прогресс в совершенствовании техники и технологии передела разложения алюминатных растворов, сохраняется значительный круг нерешённых вопросов, актуальных для производства глинозёма и алюминия;

основные технологические направления совершенствования декомпозиции алюминатных растворов включают оптимизацию показателей приготовления и использования затравки, очистки алюминатных растворов от примесей и увеличения затравочной активности гидроксида алюминия, на основе технических решений в рамках традиционной технологии способа Байера.

2. Физико-химические основы интенсификации разложения алюминатных растворов в производстве глинозёма по способу Байера

Современная научная база производства глинозёма щелочными способами представляет собой развитое и проверенное временем учение, опирающееся на производственный опыт переработки алюминийсодержащего сырья природного и техногенного происхождения. Это позволило значительно обогатить физическую химию технологических систем и сформировать особые подходы в представлении термодинамических данных о системах глинозёмного производства и кинетике протекающих в них процессов, что характеризует производство глинозёма как высокотехнологичную наукоёмкую область металлургии [2,17,55,60,61,124]. При этом дальнейшее развитие существующих технологий невозможно без глубокого и всестороннего понимания всей совокупности физико-химических процессов сопровождающих производство глинозёма.

Известными научными школами были выработаны два независимых подхода представления физико-химического равновесия в системе Na20-Al203-Н20 и её аналогах, которые являются базовыми не только для способа Байера, но и значительного количества других щелочных способов производства глинозёма. Традиции российской и западной школы производственной термодинамики, несмотря на современное взаимопроникновение бизнеса, сохраняются до настоящего времени, что не мешает их развитию на пользу глинозёмной промышленности.

Западная школа специалистов традиционно использует такие ведущие характеристики алюминатных растворов, как ТС (total caustic), ТА (total alkaline) и А/ТС, где только A (alumina) полностью соответствует принятому в отечественной практике представлению концентрации алюминия в щелочных растворах в пересчёте на А1203. Здесь ТС - это объёмная концентрация NaOH в пересчёте на Na2C03, ТА - общая концентрация титруемых щелочей, т.е. суммы каустика и соды в пересчёте на Na2CC>3, а отношение А/ТС является

показателем насыщения щелочных растворов относительно термодинамически устойчивой твёрдой фазы. Отличия приведённых показателей от показателей исторически сложившихся и используемых в России не так велики. Им соответствуют принятые в отечественной металлургии и близкие по смыслу величины каустической щёлочи (Ка2Ок или 1ЧК), общей щёлочи (№2Ооб или N05) и каустического модуля (ак), представляющего собой молярное отношение каустической щёлочи и А120з в растворе. Нетрудно заметить, что все перечисленные показатели имеют строгие стехиометрические связи, облегчающие переход от одних величин к другим:

К - Т062/106; Коб = ТА-62/106; ак = 102-ТС/106-А, где 62, 106, 102 - соответственно молекулярные массы Иа20, Ка2С03 и А120з.

Простота и достаточность аналитического контроля растворов по указанным компонентам, удобство использования относительных характеристик и их независимость от разбавления определили применение данного набора показателей в исследовательской и заводской практике глинозёмного производства. Так, например, концентрационная константа равновесия основной реакции способа Байера:

А1203 тН20 + Ш20Н20 + (3 - т)Н20 = Ка20 А1203-4 Н20, (2.1)

независимо от фазового состава гидроксида алюминия в твёрдой фазе, однозначно определяется равновесным каустическим модулем по уравнению: Кс= 1/(0,-1). (2.2)

Из уравнения (2.2) видно, что увеличение выхода конечных продуктов, зависящее от смещения равновесия реакции (2.1) влево или вправо, связано с возможностью достижения наиболее низких значений каустического модуля при выщелачивании и возможно высоких значений при декомпозиции. В реальных производственных условиях эти величины находятся в достаточно узком диапазоне 1,3-К3,8, а зачастую и ещё более ограниченном. Это делает невозможным достижение высоких показателей по выходу продуктов и степени использования реагентов. В то же время возникает возможность обратимого

ведения процесса, представляющего безусловное достоинство способа Байера. При этом степень разложения алюминатных растворов, характеризующая выход А1203 в твёрдую фазу при декомпозиции, рассчитывается по уравнению: л = 1 - «кн/ ОкК, (2.3)

где акн, акк - соответственно начальный и конечный модуль раствора. Отсутствие понятия каустического модуля в западной традиции приводит к тому, что расчёт степени разложения (декомпозиции) растворов обычно ведётся по уравнению:

ть(Ан-Ак)/Ан, (2.4)

где Ан, Ак - соответственно начальная и конечная концентрации А12Оз в растворе. Неточность этого выражения связана с тем, что оно не учитывает концентрирование раствора при декомпозиции в результате связывания трёх молей воды в гидроксид алюминия и поэтому даёт несколько заниженные результаты по сравнению с расчётами по уравнению (2.3).

Степень полезного использования каустической щёлочи при выщелачивании алюминиевого сырья по уравнению (2.1) оценивается величиной 1/ак, и одновременно появляется возможность расчёта эффективности оборота щёлочи по уравнению:

Э = 1.645(Нс)0(1/(ак)а - 1/(ак)0), (2.5)

где (ТЧК)0 - концентрация 1Ча2Ок в оборотном растворе; (ак)а,(ак)о -соответственно каустический модуль алюминатного раствора после выщелачивания и оборотного раствора.

Обогащение современной физической химии термодинамикой неравновесных процессов, позволило перейти к оценке термодинамически предпочтительного неравновесного процесса и сформулировать критерии морфологической устойчивости твёрдой фазы в гетерогенных процессах [125127]. Применительно к процессу слоистого роста затравки граничное условие, устанавливающее предельное пересыщение раствора на единицу затравочной поверхности гидроксида алюминия, обычно формулируется в виде критерия

(С - С0)/8 < Мах, (2.6)

где С, Со - соответственно концентрация компонента в пересыщенном и равновесном состоянии с кристаллической фазой; 8 - поверхность затравки.

Справедливость этого критерия не только подтверждена практикой, но и имеет фундаментальное научное обоснование с позиций реализации термодинамически предпочтительного неравновесного процесса, отвечающего минимуму производства теплоты диссипации (рассеяния) в единицу времени на единице поверхности кристаллизации [128]. Таким образом, существует предельная скорость или поток кристаллизации для известного состава пересыщенного раствора, которому соответствует минимальная поверхность затравки. В то же время количество затравки в большой мере зависит от состояния её поверхности, активной относительно процесса кристаллизации, которая изменяется под воздействием внешних факторов. Таким образом, пересыщение системы и активная поверхность кристаллизации становятся существенными факторами интенсификации процесса декомпозиции, которые определяют не только скорость осаждения гидроксида алюминия, но и выход продукции требуемого качества.

2.1. Равновесие в технически значимых системах глиноземного производства и его влияние на пересыщение алюминатных растворов в

процессе декомпозиции

В основе самопроизвольного разложения щелочных алюминатных растворов лежит реакция, отвечающая следующей стехиометрии №А1(ОН)4 = №ОН + А1(ОН)3. Для того чтобы эта реакция шла слева направо, состав разлагаемого раствора должен находиться в поле II системы Ма20-А1203-Н20 (рисунок 2.1) [2,124]. Это может быть достигнуто либо за счет разбавления исходного раствора, который после выщелачивания является равновесным или ненасыщенным (т. е., находится в поле I или на соответствующей изотерме), либо вследствие изменения температуры. Могут быть использованы и оба

фактора. Из такого раствора после внесения в него затравки и понижения температуры будет выделяться А1(ОН)3. Изменение состава раствора в последнем случае происходит по лучу кристаллизации ВС, рисунок 2.2. Изотермы растворимости дают возможность предвидеть явления, вызываемые любым изменением концентрации в алюминатных растворах, т.е., определять

90

до

70

|Г®

£ 50

с

ио

сэ

^ 30

-с

20

10

О

Рисунок 2.1 - Диаграмма равновесных состояний системы ЫагО—АЬОз—НгО, где: 1-

изотерма 30 °С; 2-изотерма 200 °С

конечные состояния равновесия, к которым придут как пересыщенный раствор после его полного разложения, так и ненасыщенный раствор в присутствии твердой фазы после его полного насыщения. Одновременно эти диаграммы равновесных состояний являются необходимым условием для оценки степени неравновесности среды кристаллизации и поиска условий, обеспечивающих реализацию требуемого механизма формирования твёрдой фазы. Понятно, что термодинамическое состояние системы является только предпосылкой для понимания процессов кристаллизации и не может дать ответ на вопросы технологической значимости отдельных физико-химических факторов для получения продуктов с заданными свойствами.

А100Н

- Ььшт

Ю 20 50 М 50 60 Нлг0, % (ао массе)

Рисунок 2.2 - Изменение концентрации алюминатного раствора в процессе разбавления (АВ) и декомпозиции (ВС1) (1 системе Ыа20—АЬОз—Н20

Заметным шагом в развитии термодинамики алюминатных растворов стало математическое и физико-химическое моделирование равновесий, обеспечивающее непрерывность описания функции стояния системы в многофакторном пространстве. Одна из первых работ в этой области представляет математическое описание известных экспериментальных данных о равновесии в системе К'агО-А^Оз-СОг-НгО, что обеспечило решение большого класса технологических задач с приемлемой точностью [129].

В середине 90х годов двадцатого века была разработана термодинамическая модель равновесия алюминатных растворов байеровского производства, позволяющая учитывать вклад значительного количества технически значимых факторов в растворимость гиббсита [130]. Эти модели сделали возможным аналитическое решение вопроса об определении теоретической степени разложения алюминатных растворов, что позволяет ввести в практику декомпозиции показатель относительной степени осаждения гидроксида алюминия. Данное положение наглядно иллюстрируется рисунком 2.2, где определение состава раствора в (•) Д представляет известную трудность

в условиях реального распределения температурного поля по батарее декомпозёров и управления концентрационным режимом разложения. Например, при использовании математической модели по работе [129] равновесный состав раствора в конце декомпозиции определяется совместным решением уравнения изотермы равновесия (2.7) и линии декомпозиции (2.8): \%А1203 = -0,65634+ (0,6540642 +0,0004583Мг2£^ +0,003745* + 0,000667Ыа2Ок)ЫЫа2Ок, (2.7)

Ак = 102/156(1 - N«7 Н<н) + 1,6451чГк7ак", (2.8),

где И/, 1ЧКК - концентрации каустика соответственно в начале и конце декомпозиции при достижении равновесия, масс %; и Ыа2Оу -

концентрация каустической и углекислой щёлочи (соответственно) в равновесном растворе, г/л; Ак и А1203 - концентрация оксида алюминия в равновесном растворе конца декомпозиции, соответственно масс % и г/л. Понятно, что при расчётах по уравнениям (2.7) и (2.8) необходимо знание плотностей исходного и равновесного раствора.

Один из наиболее обсуждаемых в последние десятилетия вопросов физической химии производства глинозёма по способу Байера - это скорость разложения алюминатных растворов, которая неизменно связывается с кинетикой кристаллизации твёрдого гидроксида алюминия. Не вызывает сомнений значение этого вопроса для понимания механизма процесса и его интенсификации. При этом, исходя из кинетических закономерностей кристаллизации, особое значение приобретает характеристика абсолютного и относительного пересыщения среды кристаллизации, т.е., неравновесного алюминатного раствора. В современной теории кристаллизации абсолютное пересыщение в большей степени связывается с лимитирующей стадией химического или диффузионного сопротивления, что позволяет использовать его для описания кинетики процесса с помощью универсального эмпирического уравнения:

] = = К(С - С0)п , (2.9)

где ] - поток кристаллизации; ш и Р - соответственно масса и поверхность кристаллизующегося вещества; т - время; п - кинетический параметр, не совпадающий с порядком химической реакции; С, Со - концентрация пересыщенного и равновесного растворов по кристаллизующейся фазе.

Относительное пересыщение С/С0 (коэффициент пересыщения), как правило, входит в уравнения для описания интенсивности зародышеобразования, что показывает его кинетическое значение при лимитирующей стадии этого процесса. Таким образом, абсолютное и относительное пересыщение могут быть использованы в качестве одного из параметров оптимизации процесса разложения алюминатных растворов. На рис. 2.3 и 2.4 представлены результаты расчёта пресыщений в системе №20-А120з-Н20 при постоянном отношении ]МкЛЧ0б и температуре 60 °С как функции концентрации каустической щёлочи в растворе и степени его разложения. На рис. 2.3 хорошо видно, что профиль поверхности абсолютных пересыщений имеет пространственный максимум, который в зависимости от степени разложения смещается по оси концентраций каустика. Линейный профиль максимумов в зависимости от каустического модуля растворов для ряда температур приведён на рис. 2.5, а зависимость концентрационной координаты максимума от степени разложения раствора на рис. 2.6.

Кинетическое описание кристаллизации гиббсита по уравнению (2.10) обычно связывается с квадратичной зависимостью абсолютного пересыщения раствора. Пространственное положение этого кинетического параметра в координатах Кк, ак приведено на рис. 2.7.

Рисунок 2.3 - Зависимость абсолютного пересыщения но А120з (г/л) в системе Ма20-А120з-Н20 от концентрации каустика (г/л) и каустического модуля раствора.

Рис. 2.4. Зависимость относительного пересыщения по АЬОз в системе Ма20-А120з-Н20 от концентрации каустика (г/л) и каустического модуля раствора.

Рис. 2.5 Профиль максимумов Рис. 2.6 Зависимость концентрации абсолютных пересыщений (г/л) в системе каустической щелочи (г/л) в максимуме На20-А120з-Н20 в зависимости от ак абсолютного пересыщения системы Ыа20-раствора, при температуре 50, 60 и 70 °С А120з-Н20 от ак раствора, при

температуре 50, 60 и 70 °С

(с-с0)Л2

£ -

□ 7000-8000

□ 6000-7000 с] 5000-6000 114000-5000 п 3000-4000 с] 2000-3000 111000-2000 е10-1000

аК~

(<ЛсО-1)л2

2.5 2

1,5 1

0,5 О №<

■ 2-2.5 о 1,5-2 а 1-1,5 □ 0,5-1 П 0-0,5

Рис. 2.7 Зависимость кинетического критерия (С - Со)2 от концентрации каустика (г/л) и каустического модуля раствора в системе Ыа20-А120з-Н20

Рис. 2.8. Зависимость кинетического критерия (С/Со - 1 )2 от концентрации каустика (г/л) и каустического модуля раствора в системе ШгО-АЬОз'НгО

Для широкого диапазона режимов в работе [131] рекомендуется использование более сложного кинетического параметра [(С - Со)/( -0,0078С)]2, входящего в уравнение (2.9). Собственные исследования показали возможность описания скорости разложения алюминатных растворов с приемлемой точностью при использовании следующего параметра (С/Со - 1) > а его пространственное положение, приведённое на рис.2.8, в целом совпадает с поверхностью отклика для кинетического параметра Кинга [132].

Полученные результаты устанавливают сложный характер зависимости как показателей пересыщения алюминатных растворов, так и кинетических критериев их разложения от ведущих параметров состояния системы №20-А^Оз-НгО, что позволяет отрабатывать оптимальные технологические режимы процессов для решения разнообразных научных и производственных задач.

Таким образом, современное состояние теории производства глинозёма способом Байера представляет собой динамично развивающееся учение, впитавшее в себя многолетние традиции, унаследованные от старшего поколения исследователей, и достижения передовых технологий. Такое сочетание подходов способствует дальнейшему расширению фундаментальной базы переработки алюминиевого сырья, решению комплекса производственных вопросов и в конечном итоге обеспечивает конкурентоспособность предприятий, работающих по технологии способа Байера.

2.2. Природа метастабильной устойчивости алюминатных растворов и её влияние на условия осаждения гидроксида алюминия

В химии и химической технологии хорошо известны примеры процессов, сопровождающихся заметным торможением кинетики начального периода. Его продолжительность носит собирательное название времени индукционного или латентного периода, т.е. скрытого от непосредственного наблюдения за процессом. Несмотря на внешнее разнообразие процессов, протекающих с

индукционным периодом, большинство из них имеют единую термодинамическую основу, заключающуюся в необходимости совершения дополнительной работы, связанной с образованием поверхности раздела фаз [133,134]. Максимум этой работы для образования устойчивой частицы (зародыша) новой фазы сферической формы из раствора описывается известным уравнением, вытекающим из теории Гиббса - Фольмера

АОтах=- 16^^/3 /?{ЯТ1пС/Сн)2,

а радиус частицы критического размера (наименьшего в данных условиях) является решением уравнения Оствальда для межфазного равновесия Гкрит = 2оМ/рЯТ1пС/Сн,

где <7 - удельная поверхностная энергия; М - молекулярная масса; р-плотность; Я - универсальная газовая постоянная; Г - абсолютная температура; С и Сн - соответственно концентрации пересыщенного и насыщенного растворов.

Исходя из термодинамических представлений о природе метастабильной области, для трёхкомпонентной системы должен существовать непрерывный ряд изоактиват, первая из которых является линией растворимости, а последняя выступает границей между метастабильной и лабильной областями. Таким образом, состояние системы может быть описано набором уравнений, характеризующих частные равновесия для каждой изоактиваты в отношении кристаллизующегося компонента. При этом согласно Е.Б. Трейвусу [128], с большой долей вероятности можно говорить о том, что каждая последующая изоактивата имеет более крутой наклон по отношению к предыдущей. Следовательно, в технически значимой для производства алюминия системе Ка20-А120з-Н20 увеличение растворимости А12Оз с ростом концентрации каустической щёлочи должно сопровождаться расширением границ метастабильной устойчивости алюминатных растворов.

Данные положения являются обоснованием возможности существования области пересыщенных растворов, не отвечающих условию образования новой

фазы по гомогенному механизму и способных к достаточно длительному нахождению в таком неравновесном состоянии. Наличие метастабильной области у среды кристаллизации имеет большой практический смысл и широко используется в прикладной кристаллографии при выращивании монокристаллов, что привело к её экспериментальному определению для значительного количества водно-солевых систем [128,]. Не меньшее значение метастабильная устойчивость фаз имеет в металлургии и химической технологии. В полной мере это относится к щелочным технологиям переработки алюминийсодержащего сырья, в которых метастабильная устойчивость алюминатных растворов представляет одну из фундаментальных основ применяемых технических решений. В то же время, для большинства систем глинозёмного производства область метастабильного состояния пересыщенных растворов не определена. Исключение составляет равновесие в системе Ка20-А1203-8Ю2-Н20 относительно гидроалюмосиликата натрия [124]. Физико-химическая природа индукционного периода позволяет использовать этот параметр в качестве одной из немногих характеристик латентного периода, доступных для лабораторного наблюдения. Наиболее хорошее описание экспериментально полученных результатов даёт зависимость индукционного периода от условий кристаллизации по уравнению М.Л.Чепелевецкого [135], представляющего собой аналитическое развитие теории флуктуаций М. Фольмера:

Заключение диссертации по теме «Металлургия черных, цветных и редких металлов», Радько, Василий Викторович

Заключение

По результатам выполненных исследований можно сделать следующие основные выводы, касающиеся научно-технических вопросов повышения затравочной активности гидроксида алюминия и стабилизации гранулометрического состава продукционного гидрата при переработке бокситов комбинированным способом Байер-спекание (параллельный вариант).

1. Анализ доступных информационных источников по проблеме совершенствования передела декомпозиции позволил установить следующие тенденции в развитии технологии разложения алюминатных растворов глинозёмного производства:

- значительный объём публикаций последнего десятилетия по вопросу разложения алюминатных растворов связан с необходимостью дальнейшего улучшения технологических показателей процесса декомпозиции и повышения качества конечной продукции, что отвечает современным производственным потребностям и задачам глобальной экономики;

- несмотря на заметный прогресс в совершенствовании техники и технологии передела разложения алюминатных растворов, сохраняется значительный круг нерешённых вопросов, актуальных для производства глинозёма и алюминия; основные технологические направления совершенствования декомпозиции алюминатных растворов включают оптимизацию показателей приготовления и использования затравки, очистки алюминатных растворов от примесей и увеличения затравочной активности гидроксида алюминия на основе технических решений в рамках традиционной технологии способа Байера.

2. Термодинамический анализ совместно с анализом гетерогенных процессов, протекающих в системах глинозёмного производства, используемых для выделения гидроксида алюминия путём осаждения на затравке, позволяет сделать следующие выводы:

- пересыщение системы МагО-А^Оз-НгО представляет собой лишь один из факторов, отвечающих за реализацию термодинамически предпочтительного неравновесного процесса, сочетание которого с активной поверхностью твёрдой фазы определяет механизм формирования продукционных свойств гидроксида алюминия;

- метастабильная область существования пересыщенных растворов обладает не только термодинамической, но и кинетической природой, что делает зависимыми свойства такой системы от параметров состояния и времени её существования при этих параметрах относительно предыдущего неравновесного состояния;

- учёт симметрийных факторов и наблюдаемой скорости процесса позволяет представить стехиометрию реакции гидролиза алюминатных ионов соответствующей уравнению второго порядка относительно реагирующих веществ, что позволяет дать описание её кинетики с помощью уравнения обратимого химического взаимодействия, структура которого близка эмпирическому уравнению для скорости массовой кристаллизации;

- адсорбция примесей представляет собой активный фактор изменения поверхности раздела фаз при осаждении гидроксида алюминия из алюминатных растворов, оказывающий влияние на механизм и кинетику процесса;

- активность затравки является сложной функцией её природы, размера частиц и степени дефектности, и в реальном процессе она проявляется посредством кинетически предпочтительных механизмов перехода системы в стационарное состояние.

3. Экспериментальное исследование влияния кинетически значимых факторов на скорость декомпозиции и качество продукционного гидроксида алюминия позволяет сделать следующие основные выводы:

- экспериментально установлено влияние факторов относительного пересыщения алюминатных растворов на механизм и скорость разложения алюминатных растворов, что находится в полном соответствии с теоретическими выводами второго раздела;

- показано, что время перехода пересыщенного алюминатного раствора в стационарное состояние оказывает заметное влияние на кинетику декомпозиции и степень осаждения гидроксида алюминия, а также является функцией содержания примесей в растворе и способа его приготовления;

- установлено, что высокоградиентная термообработка затравочного гидроксида алюминия вызывает значительные изменения его физико-химических свойств, химического и фазового состава. Применение такого материала в качестве затравки вызывает интенсивное развитие процесса перекристаллизации с измельчением, что позволяет достичь максимальных скоростей разложения растворов;

- участие высоко адсорбируемой примеси в процессе декомпозиции приводит к пассивации активных центров роста, что вызывает развитие механизмов перехода системы в стационарное состояние путём самоизмельчения твёрдой фазы и связанного с этим ускорения процесса осаждения гидроксида алюминия.

4. Экспериментальное исследование условий разложения алюминатных растворов, содержащих примеси, позволяет сделать следующие выводы относительно повышения затравочной активности гидроксида алюминия и стабилизации гранулометрического состава продукционного гидрата:

- растворы спекательной ветви являются заметным источником примесей кальция и кремния, находящихся в растворе в метастабильном состоянии по отношению к равновесным составам в условиях декомпозиции;

- разложение алюминатных растворов при введении в процесс оксида кальция характеризуется значительным снижением скорости декомпозиции и сопровождается перекристаллизацией с укрупнением затравки гидроксида алюминия, что можно объяснить специфической адсорбцией примесей на частицах различного размера; продолжительный контакт кремнийсодержащего алюминатного раствора (концентрация 8Ю2 0,25 г/л) с затравкой гидроксида алюминия вызывает изменения в её активности по показателям стандартной декомпозиции, что приводит к торможению процесса и укрупнению продукционного гидрата;

- разложение алюминатных растворов, отвечающих по содержанию примесей растворам от выщелачивания бокситовых спёков и прошедших первую стадию обескремнивания, при использовании продукционного гидроксида алюминия в качестве оборотной затравки на стадии декомпозиции характеризуется признаками торможения процесса и незначительным укрупнением гидроксида алюминия. Глубокое обескремнивание растворов практически исключает торможение декомпозиции, связанное с оборотом затравки;

- периодическое изменение крупности продукционного гидроксида алюминия можно объяснить зависимостью скорости ростовых процессов от силы, под действием которой они осуществляются, периодическое изменение которой происходит вследствие уменьшения активной поверхности затравки.

5. Анализ известных аппаратурно-технологических решений для глубокой очистки алюминатных растворов глинозёмного производства от примесей позволяет сделать следующие выводы относительно тенденций их развития и разработки рационального аппаратурного решения применительно к схеме переработки растворов спекательной ветви:

- использование ГКАК для глубокой очистки от примесей растворов спекательной ветви при переработке бокситов способом Байер-спекание является высокоэффективным техническим решением, аппаратурная адаптация которого к существующей технологии подготовлена производственным опытом переработки растворов способа спекания;

- необходимость использования материалов высокой активности на переделе глубокой очистки алюминатных растворов обеспечивается вовлечением в производственную схему химически осаждённого карбоната кальция для синтеза ГКАК;

- фосфогипс представляет собой практически неограниченный источник высокоактивного карбоната кальция, получаемого в ходе жидкостной конверсии, который может быть широко использован в спекательной технологии переработки низкокачественного алюминиевого сырья, а также для производства новых видов попутной продукции.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Радько, Василий Викторович, 2012 год

Список использованных литературных источников

1. Мазель В.А. Производство глинозема. JI-M.: Металлургиздат, 1955.

504 с.

2. Кузнецов С.И. Физическая химия процесса производства глинозёма по способу Байера / С.И. Кузнецов, В.А. Деревянкин. М.: Металлургиздат, 1964. 352 с.

3. Беляев А.И.. Металлургия лёгких металлов. М.: Металлургия, 1970.

368с.

4. Лайнер А.И. Производство глинозёма / А.И.Лайнер, Н.И.Ерёмин, Ю.А.Лайнер, И.З.Певзнер. М.: Металлургия, 1978. 344 с.

5. Мальц Н.С. Повышение эффективности получения глинозёма из бокситов / Н.С. Мальц, М.И. Зайцев. М.: Металлургия, 1978. 112 с.

6. Троицкий H.A. Металлургия алюминия / И.А. Троицкий, В.А. Железнов. М.: Металлургия, 1977. 392 с.

7. Савченко А.И. Декомпозиция и повышение качества гидроксида алюминия/ А. И. Савченко, К. Н. Савченко. М. : Металлургия, 1992. 156 с.

8. Мальц Н.С. Новое в производстве глинозема по схемам Байер -спекание. М.: Металлургия, 1989. 176 с.

9. Логинова И.В. Производство глинозема: учебное пособие / И.В. Логинова, A.B. Кырчиков. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2010. 186 с.

10. Глушков С.А. Технология получения глинозёма из бокситов / С.А. Глушков, М.Л. Никольская. Каменск-Уральский: ГУП СО «Каменск-Уральская типография», 2007. 184 с.

11. Технологическая инструкция. Производство глинозёма. ТИ 455.30.01 - 2008. ООО «РУС-Инжиниринг», «УАЗ-СУАЛ». Каменск-Уральский, 2008. 112 с.

12. Смоляницкий Б.И. Уральский алюминиевый завод - 65 лет созидания // Цветные металлы, 2004. №7. С. 43-52.

13. Луцкая Л.П. Проблемы освоения производства укрупнённого глинозёма на Богословском алюминиевом заводе / Л.П. Луцкая, Е.А. Рубан, О.Ю. Васильева // Цветные металлы, 2006. №5. С. 17-19.

14. Чернабук Ю.Н. О направлениях развития передела декомпозиции и получении крупнозернистого гидроксида алюминия на ОАО БАЗ / Ю.Н. Чернабук, Л.П. Луцкая, Б.Л. Ковалев, Д.Н. Еремеев // Цветные металлы, 1998. № 6. С. 26-28.

15. ГОСТ 30558-98. Глинозем металлургический. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2002. 4 с.

16. Телятников Г.В. Об улучшении физико-химических свойств металлургического глинозема / Г.В. Телятников, В.Г. Тесля, С.М. Мильруд и др. // Труды ВАМИ. СПб, 2001. С. 42-49.

17. Романов Л.Г. Разложение алюминатных растворов. Алма-Ата: «Наука» Казахской ССР, 1981. 205 с.

18. Кузнецов И.А. Пути получения крупнокристаллического гидроксида алюминия на Уральском алюминиевом заводе / И.А. Кузнецов, В.С. Черноскутов, М.А. Пересторонина и др. // Цветные металлы, 2007. №1. С. 5762.

19. Берх В.И. Методика определения оптимального температурного режима процесса декомпозиции алюминатного раствора на основе математической модели кинетики / В.И. Берх, Е.Д. Краснопольский // Труды ВАМИ. Л., 1975. № 91. С. 130-134.

20. Берх В.И. Структура и алгоритм каскадной системы управления щелочным режимом процесса карбонизации алюминатного раствора / В.И. Берх, Е.Д. Краснопольский // Труды ВАМИ. Л., 1974. №88. С.132-137.

21. Фитерман М.Я. Оптимальное управление процессом декомпозиции алюминатного раствора в производстве глинозема/ М.Я. Фитерман, Р.Г. Локшин, В.Г. Тесля // Цветные металлы, 2005. № 6. С. 55-61.

22. Кузнецов И.А. Совершенствование технологии разложения алюминатных растворов для получения крупнокристаллического гидроксида алюминия. Автореферат диссертации канд. тех. наук. Уральский государственный технический университет - УПИ. Екатеринбург, 2007. 22 с.

23. Васильева О.Ю. Управление зародышеобразованием с использованием системы автоматического анализа изображения «Видеотест» / Цветные металлы, 2005. № 6. С. 53-55.

24. Майер A.A. Влияние шамозита на технологические показатели переработки вежаю-ворвыкинских бокситов (средний тиман) по способу Байера //Цветные металлы, 2000. №1. С. 13-17.

25. Паромова И.В. Исследование и разработка технологии получения глинозема из бокситов с повышенным содержанием карбонатов: Автореферат диссертации канд. тех. наук. ВАМИ, СПб., 1996. 25 с.

26. Ибрагимов А.Т. Разработка и внедрение технологии переработки низкокачественного бокситового сырья Казахстана. Автореферат диссертации канд. тех. наук / АО «Алюминий Казахстана» и АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащении». Алматы, 2010. 22 с.

27. Завадский К.Ф. Опыт фильтрации алюминатных растворов через слой трехкальциевого гидроалюмината / К.Ф. Завадский, Е.А. Николаева, A.B. Киселев // Цветные металлы, 2006. № 5. С. 22-26.

28. Устич Е.П. Интенсификация процесса сгущения гидроксида алюминия с использованием флокулянта фирмы "Налко Кэмикал" / Е.П. Устич, Л.П. Луцкая, Д.Н. Еремеев // Цветные металлы, 1998. № 6. С. 28 - 30.

29. Еремин Н.И. Производство глинозёма / Н.И. Ерёмин, Ю.А. Зайцев, А.Н. Наумчик. Л., ЛГИ, 1983. 83 с.

30. Наумчик А.Н. Производство глинозёма из низкокачественного сырья / А.Н. Наумчик, O.A. Дубовиков. Л., ЛГИ, 1987. 99 с.

31. Пахомов В.П. Экономическая эффективность использования среднетиманских бокситов на алюминиевых заводах Урала // Цветные металлы, 1997. №4. С.89-90.

32. Медведев В.В. Финансово-экономическая оценка применения гидрогранатовой технологии для переработки низкокачественных бокситов / В.В. Медведев, С.Н. Ахмедов, В.М. Сизяков, В.П. Ланкин, А.И. Киселев // Цветные металлы, 2004. №3. С. 57-62.

33. Медведев В.В. Сравнительный анализ эффективности технологических схем переработки тиманских бокситов на основе расчета параметров материальных потоков / В.В.Медведев, С.Н.Ахмедов, В.М.Сизяков, В.П. Ланкин, А.И.Киселев, А.В.Дружинин // Цветные металлы, 2003. №12. С. 5762.

34. Броневой В.А. О проекте глиноземно-алюминиевого комплекса в Республике Коми на базе переработки бокситов Среднего Тимана // Цветные металлы, 2001. №12. С.74 - 79.

35. Сизяков В.М. Эффективные способы комплексной переработки небокситового алюминиевого сырья на глинозем и попутные продукты / В.М. Сизяков, Г.З. Насыров // Цветные металлы, 2001. №12. С. 63-69.

36. Князев Ю.Г. Бокситогорский глинозём // Цветные металлы, 1997. № 4. С. 9-11.

37. Спиридонов В.А. Новые технические решения и реконструкция производства как основной фактор успешной работы ОАО «Бокситогорский глинозём» в рыночных условиях // Цветные металлы, 2000. № 9. С.70-76.

38. Архипов С.Н. Новаторский поиск и совершенствование технологии -важнейшие составляющие деятельности ЭПЦ // Цветные металлы, 2000. № 9. С. 85-87.

39. Тодоров С.А. Исследование и разработка метода электродиализа для разложения и концентрирования алюминатных растворов. Автореферат

диссертации канд. тех. наук. Институт металлургии и материаловедения имени A.A. Байкова. М., 2007. 22 с.

40. Медведев В.В. Гидрогранатовая технология переработки бокситового сырья как современная альтернатива способу Байер-спекание/ Медведев В.В., Ахмедов С.Н., Сизяков В.М., Ланкин В.П., Киселев А.И.// Цветные металлы, 2004. №11. С. 58-61.

41. Броневой В.А. Состояние и возможные направления развития сырьевой базы алюминиевой промышленности России / В.А. Броневой, В.П. Ланкин // Цветные металлы, 2001. №3. С.49 - 54.

42. Сизяков В.М. Проблемы развития производства глинозёма в России // Цветные металлы Сибири - 2009. Красноярск: ООО «Версо», 2009. С. 120134.

43. Ахмедов С.Н. Состояние и тенденции развития мирового производства глинозема / С.Н. Ахмедов, А.И. Киселев, В.В. Медведев, Б.С. Громов, Р.В. Пак, Ю.В. Борисоглебский // Цветные металлы, 2002. №4. С. 42-45.

44. Абрамов В.Я. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья / В.Я. Абрамов, И.В. Николаев, Г.Д. Стельмакова. М.: Металлургия, 1985. 288с.

45. Андреев П.И. Методы обогащения основных технологических типов бокситов. Экспресс-информация ОЦНТИ, 1975. №5. С. 4-16.

46. Синьков Л.С. Минеролого-технологические исследования североонежских бокситов с целью повышения комплексности их использования: Автореферат диссертации канд. тех. наук / СПГГИ. СПб, 1997. 20 с.

47. Певзнер В.И. Интенсификация процесса обескремнивания и декомпозиции алюминатных растворов - основные интенсифицирующие факторы способа спекания низкожелезистых бокситов / В.И. Певзнер, В.М. Сизяков // Перспективные разработки в производстве глинозёма, алюминия и полуфабрикатов. ВАМИ. Л., 1986. С. 12-17.

48. Панов A.B. Исследование химико-минеральных особенностей индийских бокситов штата Гуджарат и разработка оптимальных технологических параметров их переработки на глинозем. Автореферат диссертации канд. тех. наук. ВАМИ. СПб., 2003. 23 с.

49. Виноградов С.А. Разработка эффективной технологии комплексной переработки нефелинов с добавками бокситов. Диссертация на соискание учёной степени к.т.н. // Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова. СПб., 2009. 157 с.

50. Манвелян М.Г. Комбинированный метод комплексной переработки пород типа нефелиновых сиенитов // IV Всесоюзное совещание по химии и технологии глинозема / СО АНСССР. Новосибирск, 1965. С. 37-41.

51. Пономарев В.Д. Гидрохимический щелочной способ переработки алюмосиликатов / В.Д. Пономарев, B.C. Сажин, Л.П. Ни. М.: Металлургия, 1984. 105с.

52. Сажин B.C. Новые гидрохимические способы получения глинозема. Киев: Наукова Думка, 1979. 208 с.

53. Ни Л.П. Щелочные гидрохимические способы переработки высококремнистых бокситов. Алма-Ата: Наука, 1967. 140 с.

54. Сажин B.C. Новые гидрохимические способы комплексной переработки алюмосиликатов и высококремнистых бокситов. М.: Металлургия, 1988.213 с.

55. Лякишев Н.П. Разработка научных основ и технологии переработки алюминийсодержащего сырья и материалов на основе алюминия в институте металлургии и материаловедения им. A.A. Байкова РАН / Н.П. Лякишев, Ю.А. Лайнер, Л.Л. Рохлин // Цветные металлы, 2001. №12. С. 69 - 74.

56. Тугамбаев М.Е. Разработка комплексной технологии утилизации золошлаковых отходов гидрощелочным способом в автоклавных условиях. Автореферат диссертации канд. тех. наук. ДГП «Институт металлургии и

обогащения», РГП «Центр химико-технологических исследований» Министерства образования и науки Республики Казахстан. Алматы, 2006. 20 с.

57. Сабирзянов H.A. Химико-технологические основы гидрометаллургических процессов переработки алюминийсодержащего техногенного сырья. Автореферат диссертации на соискание степени доктора технических наук. Институт химии твёрдого тела уральского отделения РАН. Екатеринбург, 2011. 45 с.

58. Насыров Г.З. Новые технологии комплексной переработки щелочных алюмосиликатов и алунитовых руд на глинозём и химические продукты / Г.З. Насыров, В.В. Пивоваров, С.Я. Данциг и др. // Цветные металлы, 1997. № 4. С. 32-35.

59. Сизяков В.М. Модернизация технологии комплексной переработки кольских нефелиновых концентратов на Пикалёвском глинозёмном комбинате // Цветные металлы - 2010. Красноярск: ООО «Версо», 2010. С. 367-378.

60. Сизяков В.М. Повышение качества глинозема и попутной продукции при комплексной переработке нефелинов / В.М. Сизяков, В.И. Корнеев, В.В. Андреев. М.: Металлургия, 1986. С 117-118.

61. Абрамов В.Я. Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья / В.Я. Абрамов, А.И. Алексеев, Х.А. Бадальянц. М.: Металлургия, 1990. 392с.

62. Исаков Е.А. Пикалевское объединение глинозем в новых условиях // Цветные металлы, 1997. №4. С.8.

63. Кузнецов A.A. Опыт работы ОАО Пикалевское объединение «Глинозем» по модернизации и реконструкции производства / A.A. Кузнецов, В.М. Сизяков // Цветные металлы, 1999. №9. С. 74 - 78.

64. Сизякова Е.В. Повышение эффективности способа комплексной переработки нефелинов на основе использования карбоалюминатных соединений. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ. СПб., 2007. 21с.

65. Цыбизов A.B. Технология получения высокодисперсного гидроксида алюминия карбонизационным методом: Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ (ТУ). СПб., 2007. 21 с.

66. Старшинов A.B. Технология комбинированного содо-известкового выщелачивания нефелиновых шламов при комплексной переработке щелочных алюмосиликатов. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ (ТУ). СПб., 2010. 20 с.

67. Лях С.И. Разработка технологии извлечения рубидия при комплексной переработке нефелинового сырья с использованием свойств комплексных галогенидов. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ (ТУ). СПб., 2010. 20 с.

68. Новиков H.A. Технология низкотемпературного процесса обескремнивания алюминатных растворов глинозёмного производства. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГУ. СПб., 2011. 20 с.

69. Ланкин В.П. Научно-техническая деятельность АО ВАМИ по дальнейшему развитию и техническому перевооружению промышленности легких металлов на этапе перехода к рыночной экономике // Цветные металлы, 2000. №1. С. 4-6.

70. Абрамов В.Я. Выщелачивание алюминатных спеков / В.Я. Абрамов, Н.И. Еремин. М.: Металлургия, 1976. 208 с.

71. Волков В.В. Влияние добавок извести на извлечение глинозёма из алюмогетитов / В.В. Волков, М.И. Соболь, Н.И. Ерёмин // Цветная металлургия. Известия ВУЗов, 1984. С. 22-24.

72. Тыртышный В.М. Усовершенствование автоклавных установок для обескремнивания растворов и выщелачивания бокситов в глиноземном производстве / В.М. Тыртышный, Е.А. Исаков, А.Г. Жуков // Цветные металлы, 2000. №1. С. 23-25.

73. Федяев А.Н. Интенсификация процессов переработки гвинейских бокситов на глинозём по способу Байера. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГТИ (ТУ). СПб., 2011. 19 с.

74. Копытов Г.Г. Совершенствование регенеративного нагрева сырой пульпы при автоклавном выщелачивании боксита / Г.Г. Копытов, К.Ф. Завадский, Г.Г. Завьялова // Цветные металлы, 1998. № 6. С. 31-32.

75. Певзнер И.З. Обескремнивание алюминатных растворов / И.З. Певзнер, H.A. Макаров. М.: Металлургия, 1974. 112с.

76. Завадский К.Ф. Опыт фильтрации алюминатных растворов через слой трёхкальциевого гидроалюмината / К.Ф. Завадский, Е.А. Николаева, A.B. Киселев // Цветные металлы, 2006. № 5. С. 22-26.

77. Бибик И.Д. Влияние органических соединений на декомпозицию алюминатных растворов / И.Д. Бибик, Ш.Ж. Жоробекова, Н.З. Насыров, JI.H. Сынкова// Цветные металлы, 1984. №5. С. 43-45.

78. Абикенова Г.К. Усовершенствование способов вывода органических примесей из промпродуктов глиноземного производства. Автореферат диссертации на соискании учёной степени кандидата тех. наук. АО «Центр наук о Земле, металлургии и обогащения». Павло дар-Алматы, 2009. 20 с.

79. Еремин Н.И. Процессы и аппараты глиноземного производства / Н.И.Еремин, А.Н.Наумчик, В.Г.Казаков. М.: Металлургия, 1980. 360 с.

80. Давыдов И.В. Исследование и разработка новой высокоэффективной аппаратуры для глиноземного производства / И.В. Давыдов, В.Н. Чернин, A.A. Болотов // Научные исследования и опыт проектирования в металлургии легких металлов. М.: Металлургия, 1981. С. 53 - 60.

81. Шмигидин Ю.И. Перевод вакуумных фильтров на энергосберегающие режимы фильтрования // Труды ВАМИ. СПб, 2001. С. 49 -55.

82. Рукомойкин A.A. Внедрение печей циклонно-вихревого типа в глинозёмном производстве / A.A. Рукомойкин, С.А. Бабин // Цветные металлы, 2006. №5. С. 13-16.

83. Липухин Е.А. Замена многоярусных сгустителей красного шлама на одноярусные / Е.А. Липухин, О.Г. Гордин, Е.А. Николаева, И.С. Гостинская // Цветные металлы, 2006. № 5. С. 20-21.

84. Галкин С.А. Распределённая система оптимального управления процессом выщелачивания в производстве глинозёма (на примере Бокситогорского глинозёмного завода). Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ (ТУ). СПб., 2010. 20 с.

85. Беликов Е.А. Современный подход к созданию АСУТП в производстве глинозема / Е.А. Беликов, A.A. Кузнецов, Р.Г. Локшин // Современные тенденции в развитии металлургии легких металлов: Сборник научных трудов. ВАМИ. СПб, 2001. С.262-270.

86. Мылтыкбаева Л.А. Теоретические основы и разработка технологии получения цеолита NaA в условиях глиноземного производства: Автореферат диссертации канд. тех. наук / РГКП «Институт металлургии и обогащения». Алматы, 2001. 26 с.

87. Шморгуненко Н.С. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства / Н.С. Шморгуненко, В.И. Корнеев. М.: Металлургия, 1982. 129с.

88. Тесля В.Г. Переработка шламовых и твердых отходов производства глинозема и алюминия / В.Г. Тесля, В.А. Утков, С.И. Петров и др. // Цветные металлы, 1997. №4. С. 87 - 88.

89. Лайнер Ю.А. Разработка технологии комплексного использования промпродуктов и отходов глиноземного производства / Ю.А. Лайнер, И.В. Бондаренко, В.А. Резниченко // Цветные металлы, 1995. №2. С.40 - 42.

90. Шморгуненко Н.С. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства / Н.С. Шморгуненко, В.И. Корнеев. М.: Металлургия, 1982. 129 с.

91. Корнеев В.И. Красные шламы / В.И. Корнеев, А.Г. Сусс, А.И. Цеховой. М.: Металлургия, 1991. 144 с.

92. Абрамов В.Я. Повышение качества содопродуктов и каустической щелочи / В.Я. Абрамов, А.И. Алексеев, Х.А. Бадальянц // Комплексная переработка нефелино-апатитового сырья. М.: Металлургия, 1990. Гл. 3. С. 170211.

93. Абрамов В.Я. Получение новых продуктов при комплексной переработке нефелиновых руд / В.Я. Абрамов, А.И. Алексеев, Х.А. Бадальянц // Комплексная переработка нефелино - апатитового сырья. М.: Металлургия, 1990. Гл.6. С. 269-279.

94. Бричкин В.Н. Процессы массовой кристаллизации из растворов в производстве глинозёма / В.Н. Бричкин, В.М. Сизяков. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2005. 134 с.

95. Шморгуненко Н.С. Сравнительная характеристика зарубежных и отечественных глиноземов / Н.С. Шморгуненко, Г.Н. Гопиенко // Труды ВАМИ. Л., 1979. №103. С.70 - 78.

96. Исаева Л.А. Глинозем в производстве алюминия электролизом / Л.А. Исаева, П.В. Поляков // Краснотурьинск, 2001. С. 201-204.

97. Бузунов В.Ю. Качество и структура поставок глинозема на алюминиевые заводы РУСАЛ / В.Ю. Бузунов, Т.Д. Печерская, A.C. Таянчин // Цветные металлы Сибири - 2009. Красноярск: ООО «Версо», 2009. С. 248-253.

98. Исаева Л.А. Пыление и текучесть глинозема с различными физико-химическими свойствами / Л.А. Исаева, А.Б. Браславский, П.В. Поляков // Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 2008. № 6. С. 20-24.

99. Евсеев И.В., Ершов В.А., Сираев И.С. Определение эффективности работы алюминиевых электролизеров при использовании укрупненного глинозема марки Г-ООК // Цветные металлы, 2006. № 12. С. 51-54.

100. Волохов Ю.А. Изучение начального периода декомпозиции алюминатных растворов / Ю.А. Волохов, В.Г. Тесля, A.B. Грачёв, Н.Г. Довбыш // Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата: Наука Казахской ССР, 1983. №2. С. 23-26.

101. Волохов Ю.А. Регулирование крупности гидроксида алюминия при разложении алюминатных растворов с помощью различных добавок / Ю.А. Волохов, P.C. Волкова, Г.В. Анисимова, В.Г. Тесля // Совершенствование и интенсификация процессов глинозёмного производства. ВАМИ. JI., 1982. С. 40.

102. Seyssiecq I. Agglomeration of Gibbsite Al(OH)3 crystals in Bayer liquors. Influence of the process parameters/ I Seyssiecq, S. Veesler, R. Boistelle, J.M. Lamerant// Chemical Engineering Science, 1998. Vol. 53. No. 12. P. 2177-2185.

103. Аминов C.H. Реализация программы укрупнения глинозёма / С.Н. Аминов, Л.П. Луцкая, H.A. Карпов // Цветные металлы, 2005. № 6. С. 49-52.

104. Климентёнок Г.Г. Усовершенствование способа синтеза гидрокарбоалюмината кальция в условиях глиноземного производства и его использование в качестве многофункционального коагулянта: Автореферат диссертации канд. тех. наук / СПГГИ. СПб., 2002. 22с.

105. Сизяков В.М. Разработка стабилизационных режимов получения песочного глинозема при комплексной переработке нефелинов / В.М. Сизяков, А.Е. Исаков. Труды ВАМИ. СПб, 2000, С. 40-48.

106. Зайцев Ю.А. Некоторые особенности использования магнийсодержащих сорбентов для очистки алюминатных растворов от органических примесей / Ю.А. Зайцев, В.А. Липин, М.Б. Столяр, В.М. Сизяков // Сборник докладов научно-технической конференции. Николаев, 2000. С. 2735.

107. Комаров А.Б. Сорбционное извлечение органических соединений из алюминатных растворов на активированных углях / А.Б. Комаров, Ю.М. Рябухин // Сборник докладов научно-технической конференции. Николаев, 2000. С. 56-58.

108. Насекан Ю.П. Активация затравочного гидроксида алюминия с удалением примеси диоксида кремния / Ю.П. Насекан, Е.А. Зайцев // Металлургия. Запорожская государственная инженерная академия, 2010. Вып. 22. С. 39-43.

109. Anashkin Y.S. Influence of impurities on grain size distribution and morphology of aluminium hydroxide at the precipitation technology / V.S. Anashkin, V.G. Teslia, I.A. Kuznetcov, E.S. Fomin // Fifth international symposium of ICSOBA. St. Petersburg, 2004. P. 148-154.

110. Пономарёв В.Д. Электрокоагуляция алюминатных растворов // Химия и технология глинозёма. Алма-Ата: Изд. Наука Казахской ССР, 1973. С. 80-86.

111. Ни Л.П. Электрохимическая переработка содово-сульфатных растворов в системе ионообменных мембран / Л.П. Ни, A.A. Мананков // Цветные металлы, 1990. №3. С. 56-58.

112. Смирнов М.Н. Получение гидроокиси алюминия выкручиванием алюминатных растворов при комплексной переработке нефелинового сырья способом спекания / М.Н. Смирнов, В.М. Сизяков, Г.А. Панаско // Труды ВАМИ. Л., 1978. С.84-90.

113. Бричкин В.Н. Технологические факторы карбонизации алюминатных растворов / В.Н. Бричкин, В.М. Сизяков, A.B. Цыбизов // Цветные металлы, 2004. №10. С. 49-52.

114. Панаско Г.А. Влияние интенсивности карбонизации на скорость кристаллизации и качество гидроокиси алюминия / Г.А. Панаско, М.Г. Дьяченко, A.B. Кернес // Производство глинозёма. Труды ВАМИ №100. Л., 1978.С. 91-99.

115. Карфидов А.Ф. Влияние карбонизации алюминатного раствора с неклассифицированной затравкой на качество гидроксида алюминия // Цветные металлы, 1988. №5. С. 57-61.

116. Кремчеева Д.А. Производство песочного глинозёма при комплексной переработке кольских нефелиновых концентратов. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГУ. СПб., 2011. 20 с.

117. Давыдов В.И. Совершенствование технологии получения крупнозернистого глинозёма с использованием гидроклассификации суспензии А1(ОН)з при комплексной переработке нефелинов. Автореферат диссертации канд. тех. наук. СПГГИ. СПб., 2005. 20 с.

118. Sizyakov V.M. Some questions of theory and technology of receiving of sandy alumina from nephelines / V.M. Sizyakov, E.A. Isakov, V.N. Brichkin // TRAVAUX, 2004. Vol. 31. #35. P. 142-145.

119. Давыдов В.И. Моделирование работы аппаратов для карбонизации алюминатных растворов / В.И. Давыдов, И.В. Давыдов, И.В. Доманский // Записки горного института, 2004. Т. 154. С. 163-167.

120. Патент РФ № 2 305 101. Способ разложения алюминатных растворов карбонизацией / И.В. Давыдов, JI.JI. Фёдорова, В.И. Давыдов // Бюл. изобретений, 2007. № 24.

121. Кремчеева Д.А. Математическое моделирование процесса декомпозиции алюминатных растворов в каскаде аппаратов идеального перемешивания / Д.А. Кремчеева, Ю.В. Шариков // Записки Горного института. СПб, 2008. Т. 177 С. 140-143.

122. Патент № 2228905 РФ. Установка для декомпозиции алюминатных растворов / И.В. Давыдов, В.П. Боровинский, В.И. Давыдов // Бюл. изобретений, 2004. №14. С. 3.

123. Гостев Б.И. Информационное обеспечение оперативного технологического прогноза при управлении глинозёмным производством / Б.И. Гостев, А.И. Исаев, Т.И. Лозовская и др. // Совершенствование

технологических процессов в производстве глинозёма. JI.: ВАМИ, 1986. С. 97104.

124. Абрамов В.Я. Физико-химические основы комплексной переработки алюминиевого сырья / В.Я. Абрамов, Г.Д. Стельмакова, И.В. Николаев. М.: Металлургия, 1985. 287с.

125. Пригожин И. Введение в термодинамику необратимых процессов. М.: Иностранная литература, 1960. 127 с.

126. Чернов A.A. Слоисто-спиральный рост кристаллов // Успехи физических наук, 1961. Том LXXIII. Вып. 2. С. 277-331.

127. Чернов A.A. Теория устойчивости гранных форм роста // Кристаллография, 1971. Том 16. Вып. 4. С. 842-862.

128. Трейвус Е.Б. Кинетика роста и растворения кристаллов. JL: Изд-во ЛГУ, 1979. 248с.

129. Арлюк Б.И. Зависимость растворимости гидраргилита от концентрации содощелочного раствора и температуры / Б.И. Арлюк, Т.Б. Веприкова// Цветные металлы, 1981. №6. С. 59-60.

130. Steven P. Rosenberg and Steven J. Healy. A Thermodynamic Model for Gibbsite Solubility in Bayer Liquors // Fourth International Alumina Quality Workshop. Darwin, 2-7 June 1996. P. 301-310.

131. Давыдов И.В. Изучение влияния состава алюминатного раствора на скорость декомпозиции / И.В. Давыдов, В.Н. Родин, М.Г. Дьяченко // Научные исследования и разработки в металлургии лёгких металлов. ВАМИ. СПб, 1996. С.17-23.

132. King W. Some Studies in Alumina Trihydroxide Precipitation Kinetics // Light metals (AIME), 1979. Vol. 2. P. 551-563.

133. Зеликман А.И. Теория гидрометаллургических процессов / А.И. Зеликман, Г.М.Вольдман, Л.В.Беляевская. М.: Металлургия, 1975. 504 с.

134. Мейер К. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия, 1972. 479 с.

135. Хамский Е.В. Кристаллизация из растворов. JL: Наука, 1967. 151с.

136. Нывлт Я. Кристаллизация из растворов. М.: Химия, 1972. 150 с.

137. Бричкии В.Н. О природе индукционного периода и аномальных процессов при разложении алюминатных растворов/ В.Н. Бричкин, В.В. Радько, Е.В. Никитина// Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. Ч. 1. С.41-44.

138. Кремчеева Д.А. Массообменные процессы при декомпозиции алюминатных растворов / Д.А. Кремчеева, В.В. Радько, В.Н. Бричкин // Естественные и технические науки, 2011. №3. С. 471-474.

139. Красоткин И.С. Закономерности изменения удельной поверхности твёрдых фаз глинозёмного производства. Автореферат диссертации канд. тех. наук. Ленинградский горный институт. Л, 1974. 24 с.

140. Чиркст Д.Э. Определение поверхности минералов методом сорбции метиленового голубого и тепловой десорбции аргона / Д.Э. Чиркст, И.С. Красоткин, О.В. Черемисина и др. // Журнал прикладной химии, 2003. Т. 76. Вып. 4. С. 687-689.

141. Красоткин И.С. Удельная поверхность технологических твёрдых материалов. Кострома: Авантитул, 2007. 60 с.

142. Кузнецов С.И. Характер роста кристаллов гидраргиллита в процессе декомпозиции алюминатных растворов // Цветные металлы, 1956. №11. С.59-63.

143. Краснова Н.И. Генезис минеральных индивидов и агрегатов / Н.И. Краснова, Т.Г. Петров. СПб.: Невский курьер, 1997. 228 с.

144. Сизяков В.М. Технологические и методологические основы получения алюминия на мощных электролизёрах / В.М. Сизяков, В.Б. Бажин. Санкт-Петербургский государственный горный университет. СПб, 2011. 130 с.

145. Чистякова А.А. Исследование превращений гидроокисей алюминия в щёлочно-алюминатных растворах/ А.А. Чистякова, В.А. Кавина // Цветные металлы, 1963. №11. С.46-53.

146. Кавина В.А. Образование и роль байерита при разложении алюминатных растворов / В.А. Кавина, А.Н. Ляпунов, А.А. Чистякова // Цветные металлы, 1966. №4. С.50-55.

147. Аракелян О.И. Влияние микроструктурных особенностей гидроокиси алюминия на качество глинозёма и определение её гранулометрического состава под микроскопом/ О.И. Аракелян, Ю.И. Павлов, М.В. Цветкова и др. // Производство глинозёма. Труды ВАМИ №94.Л.,1976. С. 96-101.

148. Волохов Ю.А. Механизм образования вторичных кристаллов гидроксида алюминия в алюминатных растворах/ Ю.А Волохов, В.Г. Тесля, Г.В. Анисимова и др.// Цветные металлы, 1989. №3. С.63-66.

149. Teslia V.G., Siziakov V.M., Volokhov Y.A. Influence and mechanism of different impurities action on to the process of Al(OH)3 crystallization from the aluminate liquors // Travaux. ICSOBA. Athens, 1999. Vol. 26. №30. P. 157-167.

150. Loh J.S.C. The effect of isotopic substitution of deuterium for hydrogen on the morphology of products precipitated from synthetic Bayer solutions / J.S.C. Loh, H.R. Watling, G.M. Parkinson // Journal of Crystal Growth, 2002. Vol. 237239. P. 2178-2182.

151. Sawsan J.F. Direct observation of the growth of gibbsite crystals by atomic force microscopy / J.F. Sawsan, G.M. Parkinson, M.M. Reyhani // Journal of Crystal Growth, 2003. Vol. 260. P. 232-242.

152. Xie Y. Research on the mechanism and optimum adding of additives in seed precipitation / Y. Xie, Q. Zhao, S. Bi, Y. Yang // Light Metals, 2003. P.87-91.

153. Sawsan J.F. Atomic force microscopy study of the growth mtchanism of gibbsite crystals / J.F. Sawsan, G.M. Parkinson, M.M. Reyhani // Phys. Chem. Chem. Phys., 2004.№6. P. 1049-1055.

154. Zijian Lu. The application of additives in the precipitation of Bayer sodium aluminate liquors / Lu Zijian, Zhaoqun, Xie yanli, Bi shiwen, Yang Yihong // Light Metals, 2004. P. 77-80.

155. Sawsan J.F. Surface morphology and mechanism of gibbsite in industrial Bayer liquors / J.F. Sawsan, G.M. Parkinson // Hydrometallurgy, 2005. Vol.78. P. 246-255.

156. Tan J. Microstructure analysis of aluminium hydroxide and alumina / J. Tan, Q. Chen, Z. Yin // Light Metals, 2005. P. 111-114.

157. Бричкин B.H. Механизм и кинетика перекристаллизации гидроксида алюминия / В.Н. Бричкин, А.И. Цыбизов // Цветная металлургия, 2006. №1. С. 13-17.

158. Бричкин В.Н. Элементарные процессы при осаждении гидроксида алюминия / В.Н. Бричкин, А.И. Цыбизов // Записки Горного института, 2006. Т.169. С. 84-88.

159. Бричкин В.Н. Рост и морфология технического гидроксида алюминия / В.Н. Бричкин, Е.В. Сизякова // Цветные металлы, 2006. №9. С. 6265.

160. Бричкин В.Н. Кристаллофизические свойства гидроксида алюминия и механизмы их формирования / В.Н. Бричкин, Е.В. Сизякова, В.В. Радько, Д.А. Кремчеева // Металлургия лёгких и тугоплавких металлов. Екатеринбург, 2008. С. 16-24.

161. Sweegers С. Morphology, evolution and other characteristics of gibbsite crystals grown from pure and impure aqueous sodium aluminates solutions / C. Sweegers, H.C. de Coninck, H. Meekes and other // Journal of Crystal Growth, 2001. Vol. 233. P. 567-582.

162. Sakamoto K. Agglomeration of crystalline particles of gibbsite during precipitation in sodium aluminate solution / K. Sakamoto, M. Kenehara, K. Matsushita // Light Metals, 1976. P.l 11-114.

163. Yamada К. Nucleation and agglomeration during crystallization of aluminium trihydroxide in sodium alumínate solution // J. Japanese Inst. Light Metals, 1980. Vol. 32(2). P. 720-726.

164. Тесля В.Г. Кинетика агломерации гидроксида алюминия при разложении алюминатных растворов / В.Г. Тесля, Ю.А. Волохов // Цветные металлы, 1989. №10. С.62-64.

165. Ilievski D., White Е.Т. Agglomeration during precipitation: Agglomeration mechanism identification for Al(OH)3 crystals in stirred caustic aluminate solutions. Chem. Eng. Sci., 1994. Y. 49. P. 3227-3239.

166. Аникеев В.И. Агломерация кристаллов гидроксида алюминия при декомпозиции алюминатного раствора, полученного при переработке нефелина / В.И. Аникеев, Н.Н. Ананьева, Е.Г. Котлягин, Д.Н.Еремеев // Цветная металлургия, 2003. №3. С. 27-31.

167. Воробьев И.Б. Определение условий кристаллизации основных фаз гидроксида алюминия при карбонизации алюминатных растворов/ И.Б. Воробьев, И.В. Николаев, С.С. Киров, Е.А. Зубцова // Известия вузов. Цветная металлургия, 2006. №6. С. 17-21.

168. Сизякова Е.В. Осаждение высоко дисперсного гидроксида алюминия из растворов глиноземного производства / Е.В. Сизякова, В.Н. Бричкин, В.М. Сизяков, А.В. Цыбизов // Научные основы химии и технологии комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов. Апатиты: Изд-во Кольского научного центра РАН, 2008. 4.1. С. 168-171.

169. Смирнов М.Н. О механизме выделения гидроксида алюминия при карбонизации алюминатных растворов / М.Н. Смирнов, В.Г. Черкашина, А.С. Смирнов // Цветные металлы, 1987. №1. С. 40-42.

170. Тихонов В.Н. О влиянии переменного тока на стойкость алюминатных растворов / В.Н. Тихонов, С.И. Кузнецов // Журнал прикладной химии, 1965. Т. 38. Вып. 11. С. 2448-2451.

171. Кузнецов В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: Гостехтеоретиздат, 1954.411 с.

172. Гликин А.Э. Полиминерально-метасоматический кристаллогенез. СПб.: Изд-во «Журнал «Нева», 2004. 320с.

173. Шморгуненко Н.С. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства / Н.С. Шморгуненко, В.И. Корнеев. М.: Металлургия, 1982. 129с.

174. Ковтуненко П.В. Физическая химия твёрдого тела. Кристаллы с дефектами. М.: Высшая школа, 1993. 352 с.

175. Шефталь H.H. Закономерности реального кристаллообразования и некоторые принципы выращивания монокристаллов // Рост кристаллов. М.: Наука, 1974. С.195 -220.

176. Чернов A.A. Вопросы теории роста кристаллов / A.A. Чернов, Б .Я. Любов // Рост кристаллов. М.: Наука, 1965. С.11 - 33.

177. Шефталь H.H. О некоторых закономерностях образования монокристаллов // Рост кристаллов. М.: Наука, 1965. С.34 - 44.

178. Шубников A.B. Зарождение и рост кристаллов / A.B. Шубников, В.Ф. Парвов. М.: Наука, 1969. 72с.

179. Шубников A.B. Как растут кристаллы. М. - Л.: Изд - во АН СССР, 1935. 175с.

180. Горбунова K.M. Механизм и строение осадков металлов, возникающих при электрокристаллизации / K.M. Горбунова, О.С. Попова, A.A. Сутягина и др. // Рост кристаллов. М.: Изд - во АН СССР, 1957. С. 58 - 66.

181. Штернберг A.A. Морфология, кинетика и механизм роста кристаллов // Рост кристаллов. М.: Наука, 1972. С. 34 - 40.

182. Сизяков В.М. Металлургия лёгких металлов. Производство глинозема: Лабораторный практикум / В.М. Сизяков, В.Н. Бричкин. Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). СПб, 2004. 90 с.

183. Pinakov V.I. Tseflar™ - The centrifugal flash reactor for rapid thermal treatment of powdered materials / V.I. Pinakov, O.I. Stoyanovsky, A.A. Pikarevsky, B.E. Grinberg and other // Chemical Engineering Journal, 2005. T. 107. № 1-3. P. 157-161.

184. Isupova L.A. Physico-chemical properties of Tseflar™ - treated gibbsite and its reactivity in the rehydration process under mild conditions/ L.A. Isupova, Yu.Yu. Tanashev, I.V. Kharina and other // Chemical Engineering Journal, 2005. T. 107. № 1-3. P. 163-169.

185. Танашев Ю. Ю. Получение оксидов алюминия на основе продуктов быстрого терморазложения гидраргиллита в центробежном флаш-реакторе / Ю.Ю. Танашев, Э.М. Мороз, J1.A. Исупова // Кинетика и Катализ, 2007, Вып. 48. № 1. С. 161-170.

186. Елецкий А.В. Фуллерены и структуры углерода / А.В. Елецкий, Б.М. Смирнов // Успехи физических наук, 1995. Т.165, №9. С. 977-1009.

187. Белоусов В.П. Фуллерены: структурные, физико-химические и нелинейно-оптические свойства / В.П. Белоусов, И.М. Белоусова, В.П. Будтов и др. // Оптический журнал, 1997. Т.64. № 12. С.3-17.

188. Меретуков М.А. Кластеры, структуры и материалы наноразмера / М.А. Меретуков, М.А. Цепин, С.А. воробьев, А.Г. Сырков. М.: Издательский дом «Руда и металлы», 2005. 128 с.

189. Сизяков В.М. Синтез гидрокарбоалюминатов кальция в системе СаСОз - NaAl(OH)4 - NaOH - Н20 / И.М. Сизяков, Е.В. Сизякова, А.А. Волкова// Цветные металлы - 2010. Красноярск: ООО «Версо», 2010. С. 379383.

190. Алексеев А.И. Гидроалюминаты и гидрогранаты кальция. JL: Издательство ленинградского университета, 1985. 184 с.

191. Муштакова С.П. Колебательные реакции в химии // Соросовский образовательный журнал, 1997. №7. С. 31-36.

192. Филатова А.Е. Образование структур в открытых системах. Учебно-методическое пособие / А.Е. Филатова, А.Е. Храмов, А. В. Стародубов. Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского. Саратов, 2008. 42 с.

193. Витер В.Н. Химические колебания. Реакция Белоусова-Жаботинского // Химия и химики, 2008. №5. С. 3-18. http://chemistryandchemists.narod.ru.

194. Гарел Д. Колебательные химические реакции / Д. Гарел, О.Гарел. М.: Мир, 1986. 148 с.

195. Шубников A.B. Зарождение и рост кристаллов / A.B. Шубников, В.Ф. Парвов. М.: Наука, 1969. 73 с.