CC BY
58
Оригинальная статья / Original article УДК 669.71
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2019-2-404-414
О влиянии флокулянтов на кинетику процессов обезвоживания и промывки красных шламов из низкокремнистых бокситов при производстве глинозема
© О.В. Саламатов*, В.И. Саламатов**
*Восточно-Сибирский АО «Север Минералс», г. Иркутск, Россия
**Иркутский национальный исследовательский технический университет, г. Иркутск, Россия
Резюме: Цель - изучение влияния флокулянтов на кинетику процессов сгущения и промывку красных шламов, полученных из низкокремнистых бокситов при производстве глинозема. Для исследования кинетики процесса сгущения пульп красных шламов использовалась методика контроля уровня пульпы в ходе процесса отстаивания. В ходе исследования декантационной противоточной промывки была применена методика декантов с убывающими концентрациями. Приготовление растворов флокулянтов проводилось по определенной методике, позволяющей получать рабочие растворы флокулянтов, оказывающих максимальный эффект на процесс осветления пульп красных шламов (высокое значение скорости осветления, низкое содержание дисперсных частиц в сливе). Изучено влияние флокулянтов на кинетику процессов сгущения и промывки красных шламов, полученных из низкокремнистых бокситов. Установлено, что флокулянты влияют на процесс формирования зон сгущения. Замечено, что в равной степени как для пульп обработанных, так и необработанных реагентами, изоэлектрическое состояние наблюдается при определенной концентрации щелочного алюминатного или щелочного раствора, соответствующего максимальной скорости осветления (максимальной производительности сгустителя и сгустителя-промыва-теля). Применение флокулянтов на стадии сгущения обеспечивает в последующем рост производительности про-мывателей по ступеням промывки. При этом максимальная производительность отмечается для того промыва-теля, в котором концентрация растворенного ценного вещества соответствует или близка к концентрации изоэлек-трического состояния. При этом сгуститель-промыватель обеспечивает осветленный раствор с минимальным содержанием дисперсных частиц. Установлено, что применение флокулянтов влияет на процесс формирования, протяженность основных зон сгущения. В статистических условиях осаждения сфлокулированных пульп наблюдается уменьшение глубины осветленной зоны, значительное развитие получает переходная зона. Аналогичное влияние флокулянтов отмечено для всех ступеней противоточной декантационной промывки красных шламов в условиях, когда наблюдается уменьшение концентрации растворенного ценного вещества (алюминатного раствора) от первой к последней ступени промывки.
Ключевые слова: производство глинозема, бокситы, красный шлам, флокуляция, промывка, декантация, алюми-натные растворы
Информация о статье: Дата поступления 23 декабря 2018 г.; дата принятия к печати 12 марта 2019 г.; дата онлайн-размещения 30 апреля 2019 г.
Для цитирования: Саламатов О.В., Саламатов В.И. О влиянии флокулянтов на кинетику процессов обезвоживания и промывки красных шламов из низкокремнистых бокситов при производстве глинозема. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. Т.23. №2. С. 404-414. DOI: 10.21285/1814-3520-2019-2404-414.
To flocculant effect on the kinetics of dewatering
and washing processes of red muds
from low silicon bauxites in alumina production
O.V. Salamatov, V.I. Salamatov
East-Siberian Branch of Sever Minerals JSC, Irkutsk, Russia Irkutsk National Research Technical University, Irkutsk, Russia
Abstract: The purpose of the paper is to study the effect of flocculants on the kinetics of thickening and washing processes of red muds obtained from low silicon bauxites in the production of alumina. To study the kinetics of red mud slurry thickening the method of controlling the pulp level during the settling process is used. The method of decants with decreasing
0
concentrations is applied in the study of decanting countercurrent washing. The flocculant solutions are prepared according to a certain method, which allows to obtain working solutions of flocculants that have the maximum effect on red mud slurry clarification (high clarification rate, low content of dispersed particles in the drain). The effect of flocculants on the thickening and washing kinetics of red muds obtained from low silicon bauxites is studied. It has been determined that flocculants influence the formation of thickening zones. It is noticed that, the isoelectric state is equally observed for both pulps treated and non-treated with reagents at a certain concentration of alkaline aluminate or alkaline solution corresponding to the maximum clarification rate (maximum productivity of the thickener and thickener-washer). The use of flocculants at the stage of thickening ensures the subsequent increase in the performance of washers in washing stages. The maximum performance is demonstrated by the washer where the concentration of the dissolved valuable substance corresponds or is close to the concentration of the isoelectric state. In this case, the thickener-washer provides a clarified solution with a minimum content of dispersed particles. It has been found out that the use of flocculants influences the formation and the length of the main thickening zones. Under statistical conditions of flocculated pulp deposition, a decrease in the clarified zone depth is observed whereas the transition zone is significantly developed. A similar effect of flocculants has been noted for all stages of countercurrent decantating washing of red mud in the conditions when the concentration of the dissolved valuable substance (aluminate solution) decreases from the first to the last stage of washing.
Keywords: alumina production, bauxites, red mud, flocculation, washing, decantation, aluminate solutions
Information about the article: Received December 23, 2018; accepted for publication March 12, 2019; available online April 30, 2019.
For citation: Salamatov O.V., Salamatov V.I. To flocculant effect on the kinetics of dewatering and washing processes of red muds from low silicon bauxites in alumina production. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2019, vol. 23, pp. 404-414. (In Russ.) DOI: 10.21285/1814-35202019-2-404-414.
Введение
В алюминиевой промышленности производство глинозема является необходимым этапом производства алюминия. Глинозем получают различными способами в зависимости от состава и свойств исходного сырья. Эти способы можно разделить на щелочные, кислотные и комбинированные [1]. В настоящее время практически весь глинозем получают щелочными способами - гидрохимическими, термическими и комбинированными. Наиболее широкое применение нашел гидрохимический способ Байера. Этим способом перерабатывают высококачественные бокситы с относительно невысоким содержанием растворенного в щелочном растворе кремнезема. Бокситы, перерабатываемые по этому способу, имеют высокий кремниевый модуль (не менее 6-7) и не содержат больших количеств серы и двуокиси углерода.
В глиноземном производстве красные шламы составляют большинство отходов [2]. Проблема их переработки является достаточно актуальной задачей [3, 4]. В этом направлении проводятся исследования, позволяющие определить пути наиболее эффективной их переработки [5, 6].
В обычных условиях пульпы красных
шламов характеризуются медленным осветлением в сгустителях, что объясняется тонкодисперсным состоянием шламов, их агрегативной устойчивостью, высокой степенью гидратации, свойствами жидкой фазы пульпы (удельный вес и вязкость).
Практике известны различные способы интенсификации процессов обезвоживания и промывки красных шламов (механические, электрокинетические, теплофизиче-ские и др.). Одним из эффективных способов интенсификации процессов обезвоживания красных шламов является обработка пульп высокомолекулярными соединениями (флокулянтами) [1].
В производственных условиях в процессе обезвоживания и промывки красных шламов применяют гидрофильные коллоиды: на отечественных заводах - ржаную муку, на зарубежных - крахмал. Значительные возможности при этом представляет использование синтетических высокомолекулярных веществ (полиакриламида, се ди-пура, алклара и др.). Преимущество синтетических флокулянтов заключается в увеличении скорости осаждения шлама почти в 310 раз по сравнению с ржаной мукой, при этом расход флокулянтов на порядок
меньше. Так на заводе «Уральский Алюминиевый Завод» применялась мука (расход 0,7-3 кг на 1 тонну глинозема). Сейчас на заводе используют флокулянты фирмы Су-перфлок серии НХ-30, а на промывке шлама «Сайтек» № 1229.
На заводе по производству алюминия г. Тулча (при переработке бокситов Съерра-Леоне) применяют при сгущении красного шлама флокулянты НХ-600 (скорость 14-17 м/час) [7]. На промывке для первых 4 промывателей используют флокулянт с кодом № 9779 (150 г/т сухого шлама). На последней ступени промывки для глубокого промывателя используют флокулянт, именуемый AL69EVH (дозировка 250 г/т шлама).
Коллективом авторов [8] предложен в качестве флокулянта статический сополимер метилметакрил (расход 0,005-0,016 кг/т пульпы). При этом показано, что сочетание муки и сополимера положительно сказывается на производительности промывателя.
Институтом высокомолекулярных соединений РАН [9] в целях интенеификации процессов отстаивания тонких суспензий предложена полиакриловая кислота в каче-
стве высокомолекулярного флокулянта-оса-дителя.
Молекулярная масса синтетических флокулянтов колеблется от 0,5 до 2,106. Исследования показывают, что с увеличением молекулярной массы эффективность действия флокулянтов повышается. В настоящее время выпускают большое число не-ионогенных, анионных и катионных синтетических и органических высокомолекулярных флокулянтов.
Флокулянты принадлежат к классу линейных полимеров, для которых характерна цепочная форма макромолекул. Они весьма чувствительны к внешним воздействиям, легко разрушаются с образованием микромолекул меньших размеров. Растворение высокомолекулярных веществ в воде протекает медленно. Вначале происходит набухание полимера, а затем образование однородного раствора в результате взаимной диффузии молекул воды и макромолекул полимера. Их флокулирующее действие основано на адсорбции макромолекул на поверхности твердой фазы частиц, в результате чего наблюдается соединение частиц во флокулы.
Цель исследования
Целью исследований являлось изучение влияния флокулянтов на кинетику процессов сгущения и промывки красных
шламов, получаемых из низкокремнистых бокситов.
Методика исследования
Исследование декантационной противоточной промывки проводилось по следующей методике. В каждом случае использовали деканты с убывающими концентрациями, полученными в ходе промывки. Мерные цилиндры, число которых соответствовало числу ступеней промывки, заполняли исходной суспензией. В этих цилиндрах суспензия отстаивалась. После уплотнения твердой фазы до постоянного объема проводилась декантация маточного раствора из всех цилиндров. Затем в первый цилиндр заливалась вода до первоначального уровня суспензии. Содержание цилиндра
взбалтывали в течение времени, достаточного для выравнивания концентрации растворенного вещества во всем объеме жидкой фазы суспензии и снова оставляли для отстаивания. После вторичного уплотнения осадка до постоянного объема проводили декантацию раствора.
Декантированный раствор заливали во второй цилиндр и перемешивали с влажным осадком. После того, как осадок уплотнится до постоянного объема, раствор из второго цилиндра декантируют и заливают в третий цилиндр. К осадку второго цилиндра
добавляют воду до уровня исходной суспензии. Содержимое обоих цилиндров (второго и третьего) взбалтывают и ставят на отстаивание. Затем из третьего цилиндра раствор декантируют в четвертый, а из второго - в третий цилиндр. Таким способом осуществляется промывка осадка во всех цилиндрах растворами убывающих концентраций.
В целях интенсификации процесса осветления пульп красных шламов синтетические высокомолекулярные флокулянты применялись в виде водных растворов кон-центрацей от 0,05 до 0,5% по основному веществу. Верхний предел концентрации флокулянтов ограничен вязкостью раствора, а нижний - требованиями минимального обводнения процесса. Предпочтительным яв-
ляется интервал (0,1-0,25 %) при одинаковом расходе по твердому (Ж:Т). Ухудшение показателей процесса при применении концентрированных растворов флокулянта может быть объяснено тем, что в таких растворах возникают надмолекулярные образования (пачки) в результате ассоциации макромолекул полимера, которые недостаточно активны. С другой стороны, при этом затрудняется гидролиз его макромолекул с образованием активных в сорбционном отношении групп анионов.
В сильно разбавленных водных растворах флокулянты находятся в молекулярной и ионной формах. При этом макромолекулы полимера проявляют тенденцию к свертыванию, что также снижает его флоку-лирующие свойства.
Результаты исследования
Для проведения эксперимента использовали пульпы красных шламов, содержащих 60 + 0,5 г/дм3 твердого и 130 г/дм3 Na2Oк, которые приготовляли из сгущенной пульпы.
Отстаивание шлама проводили в медных цилиндрах объемом 100 мл при температуре 96-98°С. После заполнения цилиндра нагретой пульпой и добавления в пульпу заданного количества флокулянта, цилиндр дважды переворачивали и помещали в воздушный термостат, где температура в указанных пределах поддерживалась автоматически. Одновременно с этим включали секундомер и через определенные промежутки времени производили отчеты высот осветленного столба пульпы. Содержание твердого в пульпе позволяет достаточно быстро при перемешивании распределить флокулянт, при этом оптимальное время перемешивания составляет в среднем 2 мин [10, 11]. Излишнее перемешивание приводит к разрушению флокул. При избыточной концентрации дисперсной фазы труднее равномерно распределить флоку-лянт во всем объеме, при этом расход фло-кулянта будет увеличиваться. Как правило, при росте количества дисперсной фазы увеличивается дозировка флокулянта для того,
чтобы обеспечить равную скорость осветления. Это объясняется тем, что адсорбция флокулянта поверхностью твердых частиц происходит очень быстро и является необратимым процессом. Все это может привести к снижению активности флокулянта. Поэтому в суспензии, особенно с высоким содержанием твердой фазы, может оказаться недостаточно молекул полимера для флоку-ляции всех частиц твердой фазы [12, 13]. В то же время на процесс флокуляции значительное влияние оказывает температура [13]. При ее снижении уменьшается скорость диффузии и скорость адсорбции в соответствии с законом Аррениуса, образуются более мелкие флокулы. По данным опыта строили кривые седиментации, на основании которых вычисляли скорость осаждения пульпы.
На рис. 1 приведены такие кривые седиментации в зависимости от концентрации щелочи без добавки (а) и с добавкой (Ь) флокулянта полиакриламида (ПАА).
Из приведенных кривых видно, что они состоят из прямолинейных и криволинейных участков, характеризующих зоны свободного оседания и уплотнения пульпы. В соответствии с этим, скорость оседания пульпы рассчитывали из величины участков
о
I-
o
о о -ü OQ
250 200 150 100 50 0
300 250 200 150 100 50 0
3
4
y
V
0 50 100
Продолжительность отстаивания, мин
20 40 60 80
Продолжительность отстаивания, мин
a
2
1
0
b
Рис. 1. Кривые седиментации пульпы красного шлама АО «Алюминий Казахстана» в зависимости от концентрации щелочи при температуре 96-98°С без добавки (а) и с добавкой (b) (флокулянта полиакриламида при различной концентрации щелочи: а - 1-1, 85; 2-10; 3-80; и 4-140 г/дм3 Na20K; b - 1-1, 85; 2-10; 3-20 и 4-100 г/дм3 Ыа2Ок) Fig. 1. Precipitation curves of red slurry pulp of "Kazakhstan Aluminum" JSC depending on alkali concentration at the temperature of 96-98°C without addition (a) and with the addition of (b) flocculant polyacrylamide at different concentrations of alkali: a - 1-1, 85; 2-10; 3-80; and 4-140 g/dm3 Na20it b - 1-1, 85;
2-10; 3-20 and 4-100 g/dm3 Na20K
кривых, отвечающих линейной зависимости между высотой осветленного столба пульпы и продолжительностью ее отстаивания по формуле:
W мм/мин,
где М - скорость осветления пульпы, мм/мин; Н - высота осветленного столба пульпы в течение времени 1, мм; 1 - продолжительность отстаивания, соответствующая прямолинейному участку кривой седиментации.
Для пульп красных шламов АО «Алюминий Казахстана» (Павлодарский алюминиевый завод), необработанных фло-кулянтом, ширина осветленной зоны больше, чем для пульп, обработанных фло-кулянтами. Так, для концентрации 1,85 г/дм3 Na2Oк глубина осветленной зоны составляет для необработанных пульп 170 мм, а для обработанных - 140 мм, при концентрации 80 г/дм3 Na2Oк это величина составляет 170 мм для необработанных и 120 мм для обработанных. Уменьшение глубины осветленной зоны связано со значительным развитием переходной зоны как по ширине ее развития, так и по продолжительности их
перехода в зону компрессии. Наличие более развитой переходной зоны для флокулиро-ванных пульп тем не менее сопровождается образованием зоны компрессии меньшей толщины.
Аналогичные кинетические закономерности наблюдаются в ходе противоточ-ной промывки красных шламов ООО «Богословский Алюминиевый Завод» (ООО «БАЗ»). На рис. 2 приведены кривые (данные ранее проведенных исследований), характеризующие кинетику процесса осаждения пульп обработанных комбинированными добавками: (ПАА + мука)сг* + (1/6ПАА-опт)пр*, где *сг - сгущение; *пр - промывка. В данной схеме противоточной промывки на предварительное сгущение вводились совместно флокулянты ПАА и мука в оптимальной дозировке, а на каждой ступени промывки пульпы дополнительно обрабатывались ПАА в 1/6 оптимальной дозировки.
В работе рассмотрено влияние концентрации щелочи на устойчивость пульп красных шламов. В данном случае опыты по сгущению проводили с пульпой красного шлама, содержащих 60 и 82,5 г/дм3 твердого, в мерных цилиндрах объемом 0,5 л при температуре 20 и 96-98°С.
160
4'
3'
5 10 15 20 25
Продолжительность отстаивания, мин
30
0
Рис. 2. Влияние комбинированных добавок (полиакриламид + мука)сг + (1/6 полиакриламида опт) на кинетику процесса сгущения и промывки (4-кратной противоточной) осадков красных шламов ООО «БАЗ»: 0; 1; 2; 3; 4 - с добавкой флокулянта (0 - сгущение, 1, 2,3, 4 - ступени промывки);
0'; 1'; 2'; 3'; 4' - без ввода флокулянта Fig. 2. Effect of combined additives (polyacrylamide + flour) thickened + (1/6 polyacrylamide opt) on the kinetics of thickening and washing (4-times counter-current washing) red mud precipitation of BAZ LLC: 0; 1; 2; 3; 4 -with flocculant addition (0 - thickening, 1, 2,3, 4 - washing stages); 0'; 1'; 2'; 3'; 4' - flocculant-free
Результаты опытов по сгущению красного шлама без добавок и с добавками различных флокулянтов представлены на рис. 3, 4. Пульпы обрабатывались флоку-лянтами ПАА и мукой на стадии предварительного сгущения в оптимальной дозировке. Из рассмотренных кривых, характеризующих скорость осветления пульпы в зависимости от концентрации щелочи, видно, что наибольшая скорость осветления соответствует концентрации Na2O, равной 20 г/дм3 - полученной как с добавкой, так и без добавки флокулянта. Установлено также, что при данной концентрации щелочи получаются и наиболее осветленные растворы.
Из сравнения кривых 1, 2 (см. рис. 3) видно, что применение добавок ПАА значительно ускоряет отстаивание шлама. В то же время кривые скорости осветления с добавкой и без добавки ПАА аналогичны. Это указывает на то, что влияние щелочности пульпы на коллоидные свойства частиц шлама и флокулирующие свойства ПАА , протекающих в одном и том же направле-
нии, усиливает или ослабляет их взаимодействие.
Таким образом, значительное влияние на скорость осветления шламистых пульп оказывает концентрация щелочи, при этом уменьшение ее, например, в ходе промывки, само по себе ведет к снижению вязкости, что благоприятно сказывается на производительности отстойника. С другой стороны, с изменением концентрации щелочи меняется физико-химическое состояние сорбционного слоя [14, 15]. При этом при определенной концентрации щелочи наблюдается изоэлектрическое состояние, характеризующееся наименьшей развитостью сольватной оболочки, что обусловливает максимальную скорость осветления. В итоге - в реальных условиях - кинетика процесса осаждения шламистых пульп определяется действием этих двух факторов. Такая зависимость отмечается как для обработанных, так и необработанных пульп. На рис. 5 представлены результаты исследования процесса сгущения пульп красных шла-
50
45
40
35
30
25
20
с
о р
о
о 10
15
1
/
T--1-1-T-T
20 40 60 80 100
Концентрация Na20, г/дм 3
120
140
160
0
Рис. 3. Влияние концентрации щелочи на скорость осветления красного шлама при температуре пульпы 96-98°С: 1 - кривая скорости осветления пульпы без добавки флокулянта; 2 - то же с
добавкой полиакриламида (q = 25 г/дм3) Fig. 3. Effect of alkali concentration on the clarification rate of red sludge at the pulp temperature of 96-98°C: 1 -clarification rate curve of flocculant-free pulp; 2 - the same with the addition of polyacrylamide (q = 25 g/dm3)
120
100
/м /м м
е
елт
е в с о
ь т с
о р
о
^ о
80
60
40
20
2
/
1
20 40 60 80 100
Концентрация Na20, г/дм3
120
140
160
0
0
Рис. 4. Влияние концентрации щелочи на скорость осветления красного шлама при температуре пульпы 96-98°С: 1 - кривая скорости осветления пульпы с добавкой полиакриламида (q = 25 г/дм3); 2 - то же с добавкой муки (q = 500 г/дм3) Fig. 4. Effect of alkali concentration on the red sludge clarification rate at the pulp temperature of 96-98°C: 1 - curve of clarification rate of pulp with addition of polyacrylamide (q = 25 g/dm3); 2 - the same with the addition of flour (q = 500 g/dm3)
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Концентрация Na20K, г/дм3
Рис. 5. Влияние концентрации Na2Oit на скорость осветления красных шламов АО «Алюминий Казахстана» при разном отношении Ж:Т: 1-Ж:Т=8,4:1; 2-Ж:Т=15; 3-Ж:Т=21; 4-Ж:Т=28 Fig. 5. Effect of Na2Oit concentration on the clarification rate of red slurries of "Kazakhstan Aluminum" JSC at different ratios of L:S: 1-L:S=8.4:1; 2-L:S=15; 3-L:S=21; 4-L:S=2
Номер ступени промывки - N
Рис. 6. Распределение скорости осветления по ступеням промывки в зависимости от кратности промывки при постоянном суммарном расходе промывной воды: 1-7-кратная противоточная промывка (р = 2); 2-6-кратная противоточная промывка (р = 2,3); 3-5-кратная противоточная промывка (р = 2,8); 4-4-кратная противоточная промывка (р = 3,7); 5-3-кратная противоточная
промывка (р = 6)
Fig. 6. Clarification rate distribution by the stages of washing depending on the washing frequency at a constant total consumption of wash water: 1-7-times counter-current washing (p = 2); 2-6- times counter-washing (p = 2.3); 3-5-times countercurrent washing (p = 2.8); 4-4-times countercurrent washing (p = 3.7); 5-3-times
countercurrent washing (p = 6)
160
10 15 20 25
Отношение Ж:Т
30
35
40
0
5
Рис. 7. Влияние разбавления пульпы на скорость осветления: 1, 2 - без ввода флокулянта; 1 - 160 г/дм3 Ыа2Ок; 2 - 3 г/дм3 Ыа2йк; 1', 2', 3', 4' - ввод флокулянта (муки); 1' - 160 г/дм3 Ыа2Ок; 2' - 80 г/дм3 Ыа2йк; 3- 10 г/ дм3 Ыа2Ок; 4-3 г/дм3 Ыа2Ок Fig. 7. Effect of pulp dilution on clarification rate: 1, 2 - without flocculant introduction; 1 - 160 g/dm3 of Na20K; 2 - 3 g/dm3 of Na20K; 1', 2', 3', 4' - introduction of flocculant (flour); 1' - 160 g/dm3 of Na20K; 2' - 80 g/dm3 of Na20K; 3 - 10 g/dm3 of Na20K; 4-3 g/dm3 of Na20K
мов АО «Алюминий Казахстана» с обработкой их мукой в оптимальной дозировке при разном Ж:Т. Разбавление пульпы усиливает эффект от применения флокулянта, однако во всех случаях максимальная скорость осветления отвечает изоэлектрическому состоянию (20 г/дм3 Ыа20).
Аналогичная картина наблюдается при изменении степени разбавления и концентрации щелочи в жидкой фазе пульпы на нарушение агрегативной и кинетической устойчивости пульп красных шламов ООО «БАЗ» в ходе противоточной промывки (рис. 6). Графики характеризуют скорость осветления на ступенях промывки при постоянном суммарном расходе промывной воды
(р). Величина р равна отношению количество слива в сгустители к количеству раствора в сгущенной пульпе. Кратность промывки - это количество ступеней схемы противоточной промывки при определенном значении р. Существенное влияние на производительность отстойников оказывает отношение Ж:Т. На рис. 7 представлены кривые, характеризующие влияние разбавления на скорость осветления пульп красных шламов, как при обработке их мукой, так и без обработки. Рост Ж:Т сопровождается увеличением скорости осветления Wосв., особенно в области малых концентраций. В состоянии близком к изоэлектрическому (10 г/дм3 Мэ20к) наблюдается максимальная скорость осветления.
Заключение
Таким образом, по результатам исследований процессов обезвоживания и промывки красных шламов, полученных из низкокремнистых бокситов при производ-
стве глинозема с применением флокулян-тов, можно сделать следуюшие выводы:
1. Применение флокулянтов в процессах обезвоживания и промывки красных
шламов при росте скорости осветления оказывает влияние на кинетику процесса сгущения суспензий красного шлама (формирование зон и протяженность зоны сгущения).
2. Применение флокулянтов не влияет на физико-химические свойства суспензии. Изоэлектрическое состояние наблюда-
ется как для необработанных, так и для обработанных суспензий при одинаковом значении концентрации растворенного вещества.
3. С увеличением разбавления суспензии изменение скорости осветления для пульп, обработанных реагентом (или реагентами) имеет более сложную зависимость, чем для необработанных (линейная).
Библиографический список
1. Сибирзянов Н.А., Яценко С.П. Гидрохимические способы комплексной переработки боксита. Екатеринбург: Уро РАН. 2006. 386 с.
2. Шморгуненко Н.С., Корнеев В.Н. Комплексная переработка и использование отвальных шламов глиноземного производства. М.: Металлургия, 1982. 128 с.
3. Трушко В.Л., Утков В.А., Бажин В.Ю. Актуальность и возможность полной переработки красных шламов глиноземного производства // Записки горного института, 2017. Т. 227. С. 547-553.
4. Подгородецкий Г.С., Ширяева Е.В., Горбунов В.Б., Козлова О.Н. Проблема эффективной переработки красных шламов, поиск решений // Экология и промышленность. 2015. Т. 19. № 12. С. 46-53.
5. Пягай И.Н. Блочная переработка бокситовых шламов глиноземного производства // Цветные металлы. 2016. № 7. С. 43-51.
6. Лихолобов Е.Ю., Быков П.О. Переработка шламов глиноземного производства АО «АК» // Наука и техника Казахстана. 2010. № 2. С. 38-42.
7. Добра Д., Кисилев А., Лайнер Е., Алистарх В., Ан-геловичи Н., Ильев С. Переработка бокситов Съера -Леоне на заводе Алюм. г. Тулга // «Цветные металлы» - 2011: III Междунар. конгресс (г. Красноярск, 2011 г.). Красноярск, 2011. С. 111-115.
8. Пат. № 3268563, Российская Федерация. Способ сгущения пульп глиноземного производства / С.Р. Рафиков, Г.А. Толстиков, Г.В. Леплянин, Л.Ф. Антонова, Л.Н. Сулоева, А.А. Андрусенко, Ф.П. Парамонов, С.Г. Истлеев, В.Н. Коротич, В.А. Андресон;
опубл. 23.09.83. Бюл. 35 (72).
9. Патент № 2024550, Российская Федерация. Полиакриловая кислота в качестве высокомолекулярного коагулянта флокулянта-осадителя шлама в глиноземном производстве и способ ее получения / В.А. Молотков, Г.В. Шишкина, В.Н. Курлянкина, Е.Н. Хле-босолова, С.И. Кленин, С.Я. Любина, А.И. Киппер, И.П. Краус, О.А. Репницкая; опубл. 15.12.1994. Бюл. 33.
10. Pulford I.D., Hargreaves J.S.J., Durisova J., Kramu-lova B., Carbonized red mud - A new water treatment product made from a waste material // Journal of Environmental Environmental & Management. 2012. Vol. 100. № 6. P. 59-64.
11. Branning M.L., Richardson P.F. Factors affecting the dewatering of coal refuse slurris using twin belt continuous filters // Paper presented at Coal Prep 86, hexington, Kentucky. April 28-30, 1986.
12. Conneliy L.J., Owen D.O.. Richardson P.E. Synthetic Flocculant Technology in the Bayer Process // Light Metals. 1986. Vol. 2. P. 61-68.
13. Zatulovskiy K.A., Modeling of Charifer-Thickeuer at // Internat at omal Conference «62 Ber - und Steady -State Httenmanncher Ta. Innovat on Greo cence, Ge-oenneernaudMetallury», Vol. 1, Free: TV Bergakademie, Germany. 2011. P. 156-162.
14. Зиман А.Д. Физическая химия. М.: Красанд, 2015. 318 с.
15. Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М.: АльЯнс, 2015. 400 с.
References
1. Sibirzyanov N.A., Yacenko S.P. Gidrohimicheskie sposoby kompleksnoj pererabotki boksita [Hydrochemi-cal methods of complex processing of bauxite]. Ekaterinburg: Uro RAN Publ., 2006, 386 p. (In Russ.).
2. Shmorgunenko N.S., Korneev V.N. Kompleksnaya pererabotka i ispol'zovanie otval'nyh shlamov glino-zemnogo proizvodstva [Complex processing and use of waste sludge of alumina production]. Moscow: Metal-lurgiya Publ.,1982, 128 p. (In Russ.).
3. Trushko V.L., Utkov V.A., Bazhin V.Yu. Relevance and possibility of complete processing of red slurries of alumina production. Zapiski gornogo instituta [Journal of Mining Institute], 2017, vol. 227, pp. 547-553. (In Russ.).
4. Podgorodeckij G.S., Shiryaeva E.V., Gorbunov V.B., Kozlova O.N. The problem of efficient processing of red mud: search for solutions. Ekologiya i promyshlennost Rissii [Ecology and Industry of Russia], 2015, vol. 19, no. 12, pp. 46-53. (In Russ.).
5. Pyagaj I.N. Block processing of bauxite slurries of alumina production. Cvetnye metally [Non-Ferrous Metals], 2016, no. 7, pp. 43-51. (In Russ.).
6. Liholobov E.Yu., Bykov P.O. Processing of slurries of alumina production of "AK" JSC Nauka i tekhnika Kazah-stana, 2010, no. 2, pp. 38-42. (In Russ.).
7. Dobra D., Kisilev A., Lajner E., Alistarh V., Angelovichi N., Il'ev S. Pererabotka boksitov S"era-Leone na zavode
Alyum. g. Tulga [Bauxite processing in Sierra Leone at the plant Alum in the town of Tulga]. III Mezhdunarodnyj kongress "Cvetnye metally"- 2011 [III International Congress "Non-Ferrous Metals"-2011, Krasnoyarsk, 2011]. Krasnoyarsk, 2011, рр. 111-115. (In Russ.).
8. Rafikov S.R., Tolstikov G.A., Leplyanin G.V., An-tonova L.F., Suloeva L.N., Andrusenko A.A., Paramonov F.P., Istleev S.G, Korotich V.N., Andreson V.A. Sposob sgushcheniya pulp glinozemnogo proizvodstva [A method of thickening alumina production slurry]. Patent RF, no. 3268563, 1983.
9. Молотков В.А., Шишкина Г.В., Курлянкина В.Н., Хлебосолова Е.Н.,Кленин С.И., Любина С.Я., Киппер А.И., Краус И.П., Репницкая О.А. Molotkov V.A., Shish-kina G.V., Kurlyankina V.N., Khlebosolova E.N., Klenin S.I., Lyubina S.Ya., Kipper A.I., Kraus I.P., Repnitskaya O.A. Poliakrilovaya kislota v kachestve vysokomole-kulyarnogo koagulyanta flokulyanta-osaditelya shlama v glinozemnom proizvodstve i sposob ee polucheniya [Pol-yacrylic acid as a high molecular weight coagulant of sludge flocculant precipitator in alumina production and its preparation method]. Patent RF, no. 2024550, 1994.
Критерии авторства
Саламатов О.В., Саламатов В.И. заявляют о равном участии в получении и оформлении научных результатов, и в равной мере несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Саламатов Олег Викторович,
директор,
Восточно-Сибирский АО «Север Минералс», 664050, г. Иркутск, ул. Байкальская, 280/1, Россия; e-mail: [email protected]
Саламатов Виктор Иванович,
кандидат технических наук,
доцент кафедры машиностроительных технологий и материалов,
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Россия; e-mail: [email protected]
10. Pulford I.D., Hargreaves J.S.J., Durisova J., Kramu-lova B., Carbonized red mud - A new water treatment product made from a waste material. Journal of Environmental Environmental & Management. 2012, vol. 100, no. 6, рр. 59-64.
11. Branning M.L., Richardson P.F. Factors affecting the dewatering of coal refuse slurries using twin belt continuous filters. Paper presented at Coal Prep 86, hexington, Kentucky. April 28-30, 1986.
12. Conneliy L.J., Owen D.O. Richardson P.E. Synthetic Flocculant Technology in the Bayer Process. Light Metals, 1986. vol. 2, рр. 61-68.
13. Zatulovskiy K.A., Modeling of Charifer-Thickeuer at. International Conference «62 Ber - und Steady - State Httenmanncher Ta. Innovat on Greo cence, Geoenneer-naudMetallury», Vol. 1, Free: TV Bergakademie, Germany, 2011, рр. 156-162.
14. Ziman A.D. Fizicheskaya himiya [Physical Chemistry]. Moscow: Krasand Publ., 2015, 318 р. (In Russ.).
15. Hmel'nickij R.A. Fizicheskaya i kolloidnaya himiya [Physical and Colloidal Chemistry]. Moscow: Al'Yans Publ., 2015, 400 р. (In Russ.).
Authorship criteria
Salamatov O.V., Salamatov, V.I. declare equal participation in obtaining and for-malization of scientific results and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Salamatov Oleg Viktorovich,
Director of the East-Siberian Branch of Sever Minerals JSC,
280/1 Baikalskaya St., Irkutsk 664050, Russia; e-mail: [email protected]
Viktor I. Salamatov
Cand. Sci. (Eng.),
Associate Professor of the Department of Machine Building Technologies and Materials of Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk 664074, Russia; e-mail: [email protected]
