В России научились делать ценный металл из опасных отходов

24.12.19

Новый способ извлечения железа из отходов производства алюминия нашли ученые из Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук и НИТУ «МИСиС». Новая технология переводит железо в концентрат, со степенью извлечения  более 90 %. Причем металл не нужно плавить. Работа опубликована в журнале Metals.

Отходы, красные шламы, образуются в процессе производства глинозёма (Al2O3) при растворении алюминиевой руды в щелочном растворе. Нерастворимый остаток содержит более 50 %масс. оксидов железа, а также алюминий, титан и скандий. При производстве 1 т глинозема образуется от 0,9 до 1,5 т красных шламов.

Переработке подвергается не более 10 % отходов, а остальное складируется в огромные отвалы, представляющие опасность для экологии из-за наличия большого количества щёлочи, соединений мышьяка, ртути и хрома. В России накоплено более 600 млн тонн красных шламов, в мире — более 4 млрд. т. Практика хранения красных шламов вместо переработки привела к нескольким техногенным катастрофам, самой известной из которых является трагедия в городе Айка (Венгрия, 2010 год).

«Разработанный нами способ позволяет переводить железо в концентрат методом магнитного разделения после восстановления при температурах не более 1300 ºС, в результате основная масса шлама остаётся в твёрдом состоянии, что существенно снижает энергетические затраты на процесс»,

— отмечает первый автор исследования Дмитрий Зиновеев.

Исследования микроструктуры полученных образцов показали, что в шламе без добавок размер частиц железа в несколько раз меньше по сравнению с их размерами в смесях с добавками карбонатов. Таким образом, предложенные добавки значительно ускоряют рост частиц восстановленного железа. Образцы, полученные без добавок, не удалось разделить методом магнитной сепарации, а из спёков, полученных с добавками карбонатов, выделяли железный концентрат с содержанием железа более 72 %.

Без добавок 

 С добавками

«Данное исследование является началом большой работы по созданию технологии, позволяющей перерабатывать всю массу красных шламов с получением железного концентрата, алюминия, титана и скандия»,

– заключил руководитель проекта, доктор физико-математических наук, профессор НИТУ «МИСиС», Александр Петелин.