Молодежный вестник ИрГТУ (12+)
Поиск по сайту

Математическое моделирование процесса щелочного выщелачивания фтора из лежалого шлама алюминиевого производства

Бараускас А. Э. , Сокольникова Ю. В. , Чередников Н. А.

2022 / Том 12 №4 2022 [ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ, НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ, МЕТАЛЛУРГИЯ ]

Производство первичного алюминия в электролизёрах с самообжигающимися анодами сопровождается образованием различных фторсодержащих техногенных отходов (пыли электрофильтров, хвостов флотации угольной «пены», шлама «мокрой» газоочистки, образующих лежалый шлам). Эти отходы складируются вблизи предприятий, производящих первичный алюминий, что негативно влияет на экологическую ситуацию. Поэтому актуальной остается проблема возврата в процесс электролиза ценных компонентов лежалого шлама в виде фториcтых солей (в частности, Na3AlF6). В связи с этим была разработана компьютерная программа для экспресс-расчета материального баланса электролиза криолит-глиноземного расплава, позволяющая контролировать приход и расход сырья, в том числе и содержащего фтор. С помощью программного комплекса «Селектор» создана математическая (термодинамическая) модель процесса выщелачивания фтора из лежалого шлама (на примере шлама Иркутского алюминиевого завода). В модель было введено 13 независимых компонентов согласно химическим составам пробы шлама, растворителя (едкого натра) и воздуха: Al, C, Ca, F, Fe, K, N, Na, S, Si, Ti, H, O. Установлено влияние температуры и соотношения жидкой и твердой фаз гетерогенной системы на переход фтора в раствор.

Ключевые слова:

производство первичного алюминия,техногенное сырье,лежалый шлам,моделирование,выщелачивание фтора

Библиографический список:

  1. Grjotheim K., Kvande H.Introduction to aluminium electrolysis. Düsseldorf: Aluminium-Verlag, 1993. 260 p.
  2. Гринберг И. С., Терентьев В. Г., Чалых В. И., Черных А. Е. Электрометаллургия алюминия. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009. 350 с.
  3. Янко Э. А. Аноды алюминиевых электролизеров. М.: Руда и металлы, 2001. 670 c.
  4. Zhao X., Ma L. Hazardous waste treatment for spent pot liner // IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. 2018. Vol. 108. P. 042023.549. Available from: https://doi.org/10.1088/1755-1315/108/4/042023 (10.07.2022).
  5. Зенкин Е. Ю., Гавриленко А. А., Немчинова Н. В. О переработке отходов производства первичного алюминия ОАО «РУСАЛ Братск» // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 3. С. 123-132.
  6. Nemchinova N. V., Barauskas A. E., Tyutrin A. A., Vologin V. S. Processing Finely Dispersed Technogenic Raw Materials for Aluminum Production in Order to Extract Valuable Components // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2021. Vol. 62. P. 659-667.
  7. Бурдонов А. Е., Зелинская Е. В., Немчинова Н. В., Новиков Ю. В. Переработка глиноземсодержащего смета для использования в производстве первичного алюминия // Цветные металлы. 2022. № 8. С. 15-22.
  8. Свидетельство № 2021665540, Российская Федерация, Расчет материального баланса процесса электролиза криолит-глиноземных расплавов в электролизерах с самообжигающимися анодами / Немчинова Н. В., Бараускас А. Э.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ИРНИТУ». - № 2021664780, заявл. 24.09.2021; опубл. 28.09.2021.
  9. Немчинова Н. В., Тютрин А. А., Бараускас А. Э. Анализ химического состава техногенных материалов производства первичного алюминия для поиска рациональных методов их переработки // Цветные металлы. 2019. №12. С. 22-29.
  10. Владимиров Л. П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических реакций. М.: Металлургия, 1970. 528 с.
  11. Карпов И. К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. Новосибирск: Наука, 1981. 247 с.
  12. Бычинский В. А., Королева О. Н., Ощепкова А. В., Штенберг М. В. Способ определения термодинамических свойств веществ для изучения природных и технологических процессов методами физико-химического моделирования // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 5. С. 48-56.
  13. Yokokawa H. Tables of thermodynamic properties of inorganic compounds // Journal of the national chemical laboratory for industry. 1988. Vol. 83. P. 27-121.
  14. Robie R. A., Hemingway B. S. Thermodynamic properties of minerals and related substancies of 298.15 K and 1 bar pressure and at higher temperatures // U. S. Geol. Surv. Bull. Washington, Goverment Printing Office. 1995. 461 p.
  15. Chase M. W., Davies C. A., Downey J. R., Frurip D. J., McDonald R. A., Syveerud A. N. JANAF Thermodynamical Tables Third Edition //j. Phys. & Chem. Reference Data. 1985. Vol. 14. Iss. 1. 926 p.

Файлы:

Язык
RuEn
Количество скачиваний:131150