Способ выделения цветных металлов и РЗЭ из маточного раствора процесса кристаллизации AlCl3·6H2O

Н.К.  Досмухамедов; Е.Е.  Жолдасбай

doi:10.51301/ejsu.2023.i1.01

Авторы

Н.К. Досмухамедов Satbayev University
Е.Е. Жолдасбай Satbayev University

DOI:

https://doi.org/10.51301/ejsu.2023.i1.01

Ключевые слова:

уголь, золошлаки, кристаллизация, маточный раствор, ректификация, гидрооксид аммония, кек, цветные металлы, РЗЭ, распределение, переработка

Аннотация

В работе проведен анализ сырьевой базы месторождения угля в мире и Казахстане. Показано, что с развитием угольной отрасли растет выход золошлаковых отходов, которые занимают большие территории для хранения и их отрицательное влияние на окружающую среду. В работе описан механизм процесса ректификации маточного раствора гидрооксидом аммония, направленный на извлечение цветных и редкоземельных элементов (РЗЭ) в виде осадка (кек) и получение оборотного раствора на основе хлорида кальция. На основании термодинамического анализа изучено поведение соединений металлов при ректификации в температурном интервале 293-323 К (20-50ºС). Результаты термодинамических расчетов полностью подтверждены экспериментальными опытами по исследованию закономерностей выделения цветных металлов (ЦМ) и РЗЭ в целевой товарный продукт (кек) из маточного раствора, полученного после кристаллизации гексагидрата хлорида алюминия, путем их ректификации с NH₄OH. На основании полученных экспериментальных данных рассчитано распределение цветных металлов и РЗЭ между кеком и оборотным раствором. Установлено высокое (более 99%) распределение цветных металлов и РЗЭ в кек. По фазовому составу кек представляет собой гидрооксиды цветных металлов и кальция, с преимущественным, до 50%, содержанием Zn(OH)₂. Полученный кек по химическому и фазовому составу без особых материальных затрат может быть переработан известными металлургическими способами с максимальным извлечением из него цветных металлов и РЗЭ. Процесс ректификации маточного раствора является заключительной стадией инновационной технологии утилизации золы с извлечением ценных металлов в товарные продукты. В работе показано технологическая схема разработанной технологии комплексной переработки золы и оптимальные технологические параметры. Технология позволит стимулировать развитие энергетической отрасли путем полной их утилизации с получением товарных продуктов с высокой добавленной стоимостью и повысить эффективность ТЭЦ работающих на сжигании угля за счет вовлечения в переработку отходов золы в качестве дополнительного источника сырья.