Исследователи из Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН совместно с коллегами из России и Китая разработали новый метод переработки золы, образующейся на угольных электростанциях, для извлечения алюминия. Этот подход основан на совмещении кислотного выщелачивания под давлением и ионообменной очистки, что создает значительный потенциал для развития ресурсосберегающих технологий. Об этом «Жуковский.Life» рассказали в пресс-службе РАН.
Угольные электростанции по всему миру ежегодно оставляют после себя около миллиарда тонн золы, большая часть которой складируется, загрязняя окружающую среду и занимая значительные площади. Между тем, зола может содержать до 40 процентов оксида алюминия, что делает ее перспективным источником для производства алюминия. Россия и Китай — ведущие мировые производители этого металла — сталкиваются с дефицитом бокситов и зависят от импорта сырья из африканских стран.
Новая технология создает возможность использовать золу как альтернативный источник алюминия, одновременно решая проблему утилизации промышленных отходов.
Разработка включает три стадии: сначала проводится магнитная сепарация, что позволяет отделить до 34 процентов железа. После этого немагнитная часть золы, обогащенная алюминием, подвергается кислотному выщелачиванию смесью бисульфата аммония и серной кислоты при температуре 160–200 °C, что позволяет извлечь до 78 процентов алюминия менее чем за полтора часа. На завершающем этапе раствор очищается на ионообменной смоле, которая более чем в десять раз снижает содержание железа, а после регенерируется обычной серной кислотой.
По словам ведущего автора исследования Дмитрия Валеева, каждый переработанный тоннаж золы может приносить прибыль около 11 500 рублей.
В результате данного процесса получают несколько полезных продуктов: глинозем для металлургии, железосодержащую фракцию и остатки, которые можно использовать в строительстве или при производстве карбидокремниевой керамики. С экологической точки зрения технология существенно сокращает объемы складируемой золы и уменьшает негативное влияние на природу.
Метод уже успешно прошел лабораторные испытания и теперь готовится к апробации в промышленных масштабах.
Кроме того, универсальность технологии позволяет использовать ее не только для переработки золы, но и других материалов, содержащих алюминий — красного шлама, алюминиевого шлака, бокситов с высоким содержанием кремния или каолиновой глины, что увеличивает возможности применения данного подхода.
Отходы Норильских рудников могут стать ресурсом ценных металлов. Исследование показало, что в отходах содержатся значительные концентрации никеля, меди, цинка, кобальта, свинца, а также драгоценных металлов — платины, золота и серебра.