WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

ДУБОВИКОВ Олег Александрович

ТЕРМОХИМИЧЕСКОЕ КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ СОСТАВА НИЗКОКАЧЕСТВЕННЫХ БОКСИТОВ И ИХ ПЕРЕРАБОТКА ЩЕЛОЧНЫМИ СПОСОБАМИ

Специальность 05.16.02 Металлургия черных, цветных

и редких металлов

А в т о р е ф е р а т

диссертации на соискание ученой степени

доктора технических наук

САНКТ- Петербург

2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Национальном минерально-сырьевом университете «Горный»

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Сизяков Виктор Михайлович

Официальные оппоненты:

Алексеев Алексей Иванович

доктор технических наук, профессор, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», кафедра химической технологии, заведующий кафедрой

Липин Вадим Апполонович

доктор технических наук, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, кафедра физической химии, микро- и нанотехнологии, профессор кафедры

Матвеев Виктор Алексеевич

доктор технических наук, ИХТРЭМС КНЦ РАН, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет»

Защита состоится « 28 » декабря 2012 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.224.03 при Национальном минерально-сырьевом университете «Горный» по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, дом 2, ауд1303

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального минерально-сырьевого университета «Горный».

Автореферат разослан 16 ноября 2012 г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

диссертационного совета

доктор технических наук                  БРИЧКИН В.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ



Актуальность работы. Современное производство алюминия состоит из добычи руды, в основном бокситов, её переработки на глинозём и, наконец, получения первичного алюминия. По прогнозам к 2015 году мировое производство первичного алюминия достигнет более 55 млн. тонн, на что потребуется 125 млн. тонн глинозема или 350 млн. тонн бокситов.

Во всём мире наблюдается тенденция повышения цен на высококачественные бокситы и энергоносители, а также снижения запасов высококачественных бокситов, а характерной чертой сырьевой базы Росси является отсутствие качественного бокситового сырья пригодного к переработке на глинозём способом Байера. Поэтому большое внимание как в России, так и за рубежом уделяется вовлечению в производство низкокачественного бокситового сырья и на сегодняшний день проводятся многочисленные работы по исследованию и проверке различных способов и схем. Это щелочные и кислотные способы, способы, базирующиеся на традиционных методах обогащения и способы микробиологического выщелачивания, химического и термохимического кондиционирования.

Как правило, каждый из этих способов решает одну узконаправленную задачу, что ограничивает их применение в практике глинозёмного производства, а отсутствие традиций использования предлагаемых технических решений затрудняет их адаптацию применительно к сложившемуся промышленному комплексу.

Существенный вклад в развитие теории и практики переработки низкокачественного глинозёмсодержащего сырья внесли известные российские учёные А.Н. Кузнецов, В.А. Мазель, С.И. Кузнецов, В.А. Деревянкин, А.И. Лайнер, В.Д. Пономарёв, В.С. Сажин, М.Н. Смирнов, Л.П. Ни, Н.И. Ерёмин, В.М Сизяков, В.Я. Абрамов, Ю.А. Лайнер, И.З. Певзнер, А.И. Алексеев и другие. Заметным вкладом являются работы, выполненные научными школами С-Пб Горного университета, ВАМИ, УГТУ-УПИ, ИМЕТ РАН им. А.А. Байкова, ИХТРЭМС КНЦ РАН, Института твёрдого тела УрО РАН, ИТЦ РУСАЛ. В то же время сложность и многообразие сырья по химико-минералогическому составу не позволяют рекомендовать единого подхода для их переработки.

Представленные в диссертации исследования выполнялись в соответствии с ведомственной научной программой Министерства образования и науки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы», 2005-2008 годы; аналитической ведомственной целевой программой «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» по проекту № 2.1.2.5161 «Развитие фундаментальных основ синтеза метастабильных соединений в области технически значимых систем алюминиевой промышленности»; Государственным контрактом № 14.740.11.1046 «Синтез лигатур, сплавов оксидных и металлических композиций цветных металлов, обладающих объёмной или поверхностной упорядоченностью структуры на микро- и наноразмерном уровне»; в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Цель работы – научное обоснование и разработка технических решений, обеспечивающих кондиционирование химико-минералогического состава низкокачественных бокситов для повышения эффективности их переработки щелочными методами.

Идея работы. С целью повышения эффективности переработки низкокачественных бокситов и их аналогов следует использовать термохимическое кондиционирование исходного сырья, обеспечивающее направленное изменение химико-минералогического состава и возможность переработки полученных концентратов в рамках традиционных щелочных способов.

Методы исследований. В работе были использованы экспериментальные и теоретические методы исследований, химические, физические и физико-химические методы изучения свойств и составов твердых, жидких веществ и технологических продуктов. Экспериментальные исследования выполнялись в лабораторном, опытно-заводском и полупромышленном объёме, в том числе на основе методов математического планирования, с применением методов математической статистики, аналитической и графоаналитической обработки данных. Теоретические исследования выполнялись с применением кинетического анализа. Химический анализ выполнялся методами классического количественного анализа, а также спектрофотометрическим методом, методом атомной абсорбции и эмиссии, рентгеновской спектрометрии. Фазовый анализ выполнялся рядом физических и физико-химических методов, включая кристаллооптический, дериватографический и рентгенодифрактометрический. Изменение суммарного объема пор и удельной поверхности образцов проводили методом ртутной порометрии и способом тепловой десорбции аргона. Гранулометрические характеристики определялись методом виброситового анализа и методом лазерного микроанализа. При проведении опытно-заводских и полупромышленных испытаний были использованы методы принятые в заводской практике технологического контроля.

Задачи исследования:

– анализ современного состояния и перспектив переработки низкокачественных бокситов;

– физико-химическое обоснование направлений кондиционирования химико-минералогического состава низкокачественных бокситов;

– экспериментальное исследование и моделирование процессов разделения неоднородных дисперсных систем при термохимическом кондиционировании низкокачественных бокситов;

– обоснование граничных значений основных технологических параметров при кондиционировании низкокачественных бокситов различных месторождений;

– экспериментальное исследование показателей термической обработки и выщелачивания бокситов при участии оксида кальция в составе материалов различной химической природы;

– научное обоснование и разработка технических решений регенерации оборотного кремне-щелочного раствора с получением попутной продукции;

– поверка технологических режимов и отработка показателей термохимического обогащения и переработки боксита в опытно-заводском и полупромышленном масштабах.

Научная новизна работы:

– установлена лимитирующая роль внутридиффузионного массопереноса при протекании процесса взаимодействия каолинита со щелочными растворами и возможность описания кинетики этого процесса уравнением для самотормозящихся реакций с последующим определением времени полного разложения;

– экспериментально установлена зависимость показателей разложения шамозита щелочными растворами от степени его окисленности, типа полиморфной модификации и температуры обжига в интервале от 400 до 600С, которой соответствует полное разложение шамозита;

– установлен эффект минерализующего воздействия особенностей химикоминералогического состава бокситов на фазовые превращения оксида алюминия, что позволило прогнозировать значение температуры обжига при термохимическом кондиционировании и использовать это явление в процессе кальцинации глинозёма;

–установлена зависимость физико-химических свойств обожжённых высокосидеритизированных бокситов и показателей их гидрохимической переработки от температуры обжига в диапазоне от 300 до 1050С, которая характеризуется развитием процессов фазовой перекристаллизации продуктов обжига с увеличением пористости и уменьшением удельной поверхности при температурах более 600С, что имеет существенное значение для повышения эффективности разделения фаз сгущением и фильтрацией;

– разработана математическая модель кинетики извлечения компонентов боксита в раствор и скорости кристаллизации гидроалюмосиликата натрия, устанавливающая экстремальный характер перехода диоксида кремния и оксида алюминия в раствор, что позволяет определить время наибольшего обескремнивания боксита;

– экспериментально установлен максимум степени обескремнивания бокситов Североонежского месторождения, прошедших термообработку при температуре 1000°С, что объясняется явлением термоактивации кремнийсодержащей фазы независимо от продолжительности выдержки в интервале от нуля до двух часов, вследствие низкой скорости кристаллизации аморфного диоксида кремния с образованием кварца и муллита;

– установлена зависимость показателей выщелачивания бокситов после термохимического кондиционирования от содержания оксида кальция, обеспечивающая увеличение суммарного извлечения Al2O3 при минимальных потерях щелочи с красным шламом;

– определена зависимость показателей каустификации силикатно-щелочного раствора от числа стадий, количества и режима дозировки извести, позволяющая обосновать необходимость применения дробного введения извести на второй стадии процесса;

– установлено влияние степени измельчения боксита Североонежского месторождения на раскрытие минералов с высокой магнитной восприимчивостью, что позволяет удалить более 30% хрома путём проведения магнитной сепарации;

– доказано, что процесс термохимического обогащения характеризуется высокой воспроизводимостью технологических показателей при переходе от лабораторного к опытно-промышленному масштабу, в то же время для снижения рисков от эффекта масштабирования рекомендуется использовать в проектных решениях результаты полученные при переработке не менее 40 тонн сырья в непрерывном режиме.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Для направленного изменения свойств бокситов по содержанию примесей и ведущим физико-химическим характеристикам, следует использовать их термообработку и последующее выщелачивание, что представляет собой универсальный способ термохимического кондиционирования низкокачественных бокситов сложного химико-минералогического состава.

2. С целью повышения эффективности переработки низкокачественных бокситов месторождений Северной Онеги, Среднего Тимана и Казахстана способом Байера следует использовать предварительную подготовку сырья путём термохимического кондиционирования, что обеспечивает извлечение в обогащенный боксит не менее 95% Al2O3, достижение величины кремниевого модуля сырья более 10 единиц и извлечение из него оксида алюминия на уровне 9798% от теоретически возможного количества, с сохранением энергетических затрат на уровне 3234 ГДж/т глинозёма, соответствующих показателям последовательного варианта Байер-спекание.

3. Для улучшения показателей выщелачивания бокситов, прошедших термохимическое кондиционирование, в состав бокситовой шихты следует вводить повышенное количество оксида кальция на уровне 510% от веса боксита, что обеспечивает увеличение суммарного извлечения Al2O3 и минимальные потери щелочи с красным шламом, при использовании на первой стадии автоклавного выщелачивания и содовой обработки красного шлама на второй.

4. С целью минимизации расхода щелочного реагента и повышения комплексности переработки низкокачественного бокситового сырья следует проводить двухстадийную регенерацию силикатно-щелочного раствора с осаждением на первой стадии соединений кремния в виде гидроалюмосиликата натрия, а на второй в виде метасиликата кальция с использованием дробного введения извести при молярном соотношении CaO/SiO2=1,3/1.

5. Для получения достоверных технологических показателей, пригодных для использования в проекте предприятия по переработке низкокачественных бокситов с применением термохимического кондиционирования, следует использовать данные, полученные при проведении опытно-промышленных испытаний с объемом перерабатываемого материала не менее 40 тонн, результаты которых существенно дополняют материалы лабораторных исследований и уменьшают риски связанные с переходом от периодических процессов к непрерывным.

Практическая значимость и реализация работы:

– разработаны и опробованы в опытно-промышленном масштабе аппаратурно-технологические схемы переработки низкокачественного бокситового сырья сложного химико-минералогического состава, позволяющие расширить сырьевую базу производства глинозёма традиционными щелочными способами с учётом использования термохимического кондиционирования исходного сырья;

– разработаны технические решения, обеспечивающие комплексное снижение технологически вредных примесей (SiO2, CO2, Cr2O3) в низкокачественных бокситах, регенерацию щелочного компонента и повышение комплексности использования бокситов, за счёт выделения силикатной составляющей, а также эффективную переработку обогащённых бокситов;

– разработана и проверена в опытно-промышленном масштабе методика оценки качества обожжённого боксита, позволяющая оперативно получать сведения о ходе обжига и термических превращениях, происходящих с бокситообразующими минералами. В практику исследований введены методики стандартного обескремнивания и стандартного выщелачивания, позволяющие сравнивать поведение различных бокситов в процессах термохимического кондиционирования и их переработки способом Байера;

– результаты исследований использованы при подготовке данных для технико-экономической оценки производства глинозёма из высококремнистых бокситов Северной Онеги, Среднего Тимана и Казахстана с применением предварительного термохимического кондиционирования бокситов;

– полученные научные и технологические результаты работы используются в учебном процессе Горного университета при чтении лекций, проведении практических и лабораторных занятий, при дипломном проектировании студентами, обучающимися по специальности «Металлургия цветных металлов», а также при подготовке магистрантов направлений «Металлургия», «Химическая технология» и аспирантов по специальности «Металлургия чёрных, цветных и редких металлов». С использованием полученных материалов изданы учебные пособия: «Производство глинозёма из низкокачественного сырья», «Тепломассообмен», «Основы проектирования металлургических предприятий», «Процессы и аппараты химической технологии».

Личный вклад автора заключается в выборе и обоснованности направлений исследований, организации, проведении и обобщении результатов экспериментов, разработке методик и технологических регламентов кондиционирования низкокачественных бокситов России и Казахстана с последующей их переработкой способом Байера. Все разработки осуществлялись под непосредственным руководством и при участии соискателя.





Результаты диссертации в полной мере освещены в 40 печатных работах, из них 1 монография, 15 статей в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки России, 6 авторских свидетельств на изобретения.

Апробация работы

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на: Всесоюзной научно-практической конференции "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса алюминиевой промышленности" (Москва, 1986), Всесоюзной конференции "Современные проблемы химической технологии" (Красноярск, 1986), Международном симпозиум "Проблемы комплексного использования руд (Cu, Ni, Co, Sn, Al, Mg, Ti) и благородных металлов" (Санкт-Петербург, 1994), 16 Международной научной конференции "Математические методы в технике и технологиях" (Ростов на Дону, 2003), Международном научном семинаре "Развитие учения Н.С. Курнакова в XXI веке" (Санкт Петербург, 2010), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Проблемы рудной и химической электротермии" (Санкт-Петербург, 2010), Научно-техническом семинаре "Инновационные технологии в цветной металлургии" (Санкт-Петербург, 2012), Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Актуальные проблемы рудной и химической электротермии" (Санкт-Петербург, 2012), Четвертом Международном конгрессе "Цветные металлы 2012" (Красноярск, 2012).

Работа выполнена по приоритетному направлению ведущей научной школы Горного университета «Комплексная переработка сырья цветных, благородных и редких металлов» возглавляемой профессором В.М. Сизяковым.

Объем и структура. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, заключения, 4-х приложений, списка литературы из 218 наименований. Общий объем работы – 319 страниц, в том числе 96 таблиц, 114 рисунков.

Содержание работы

Во введении обоснованы актуальность и направление исследования, сформулирована цель и определены основные решаемые задачи.

В первой главе выполнен анализ изученности современного состояния проблемы и перспектив развития переработки низкокачественных бокситов в России и за рубежом, рассмотрены способы и технологические особенности, как традиционных методов обогащения бокситов, так и новых, включая микробиологические. Обоснован выбор универсального термохимического кондиционирования низкокачественных бокситов с последующей их переработкой способом Байера.

Во второй главе рассматриваются физико-химические основы термохимического кондиционирования низкокачественного бокситового сырья. Обжиг, как составная часть термохимического кондиционирования, позволяет не только разложить каолинит и шамозит, но и селективно выделить диоксид кремния из продуктов обжига. Выявлены соединения, оказывающие минерализующее действие на фазовые превращения глинозема. Обоснована целесообразность обжига при переработке сидеритизированных бокситов. Показано, что после обжига на последующих переделах улучшается фильтруемость и сгущаемость продуктов.

В третьей главе приведена характеристика бокситов различных месторождений и изменения, происходящие при их обжиге. Дано математическое описание кинетики обескремнивания обожженных бокситов. Приведен технологический контроль процесса обжига и различные варианты обескремнивания обожжённого боксита. В качестве альтернативного решения показана возможность частичного удаления соединений хрома магнитной сепарацией.

В четвертой главе рассматривается поведение оксида кальция при выщелачивании бокситового концентрата по способу Байера. Показана положительная роль повышенной дозировки оксида кальция, которая позволяет при байеровском выщелачивании снизить потери щелочи с красным шламом и последующим выщелачиванием содовыми растворами шлама доизвлечь глинозём.

Пятая глава посвящена разработке технологии регенерации оборотных кремне-щелочных растворов процесса термохимического кондиционирования бокситов. Показано, что проведение регенерации в две стадии, путём выделения ГАСН на первой и дробного введения оксида кальция на второй, позволяет полностью регенерировать оборотный щелочной раствор и свести к минимуму безвозвратные потери глинозёма.

В шестой главе представлены результаты проверки в опытно-заводском масштабе разработанных аппаратурно-технологических схем термохимического кондиционирования низкокачественных бокситов Среднего Тимана, Северной Онеги и Казахстана. Кроме этого представлены результаты опытно-промышленной проверки частичного удаления карбонатов с использованием магнитной сепарации.

Защищаемые положения диссертации

1. Для направленного изменения свойств бокситов по содержанию примесей и ведущим физико-химическим характеристикам, следует использовать их термообработку и последующее выщелачивание, что представляет собой универсальный способ термохимического кондиционирования низкокачественных бокситов сложного химико-минералогического состава.

Каолинит взаимодействует со щелочными растворами по реакции:  Al2O3·2SiO2·2Н2О+2,6NaOH=

=Na2O·Al2O3·1,7SiO2·2H2O+0,3Na2SiO3+1,3Н2О.

Интенсивность разложения каолинита зависит от природы, концентрации и температуры раствора, а так же происхождения минерала.

Для описания кинетики процесса разложения каолинита щелочными и алюминатными растворами была выбрана следующая модель. Разложение сопровождается вторичным процессом – образованием гидроалюмосиликатом натрия, который осаждается на частицах твёрдой фазы. Происходит снижение контакта каолинита с раствором. С увеличением глубины взаимодействия растёт толщина этого слоя, обволакивающего частицы, и как следствие растёт влияние диффузионной составляющей скорости процесса. Возможность протекания выщелачивания во внутренней диффузионной области определяется в первую очередь плотностью оболочки. Ориентировочное суждение о плотности оболочки продукта может быть сделано по величине критерия Пиллинга-Бедвордса, то есть отношения молярных объемов продукта реакции и исходного вещества. В нашем случае отношение превышает единицу и образование плотной оболочки возможно.

Подобные процессы являются самотормозящимися и с достаточной степенью точности описываются уравнением Дроздова – Ротиняна:

(1)

Для идентификации математического описания модели были проведены технологические опыты, в которых материалом служил просяновский каолинит (табл. 1).

Таблица 1

Условия разложения каолинита и значения коэффициентов М и

Параметры щелочной обработки

М·103

Температура, °С

Na2Oкг/л

к

Ж:Т

105

150

-

10:1

926

1,016

205

150

-

10:1

4766

1,184

240

150

-

10:1

1236

4,301

105

150

3,5

10:1

1994

0,471

205

150

3,5

10:1

12647

1,451

240

150

3,5

10:1

7720

2,639

105

300

3,5

3:1

313

1,732

205

300

3,5

3:1

7299

1,380

240

300

3,5

3:1

9397

3,585

Проверка линейности расположения расчётных и экспериментальных точек в координатах:

подтвердила возможность аппроксимации процесса разложения каолинита уравнением (1).

Расчёт времени необходимого для полного разложения каолинита (10,99) показал, что если при температуре 105С для чистого щелочного раствора это время составляет два часа, а для алюминатных растворов час. При 205С полное разложение достигается за 1015 минут, то повышение температуры до 240С почти полностью нивелирует эту разницу и время разложения составляет не более 5 минут (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость времени полного разложения каолинита

от условий выщелачивания

Характерной чертой является постепенное затормаживание разложения каолинита с переходом в щелочной раствор диоксида кремния, оксида алюминия и из него ГАСН. При этом в зависимости от технологических параметров, наблюдается различное развитие этих процессов. Повышение температуры интенсифицирует процесс кристаллизации ГАСН и соответственно влечет рост коэффициента торможения . Аналогичное действие, за счет повышения концентрации диоксида кремния в растворе, оказывает понижение соотношения Ж:Т. Понижение коэффициента торможения с переходом от щелочных к алюминатным растворам объясняется тем, что наличие в исходном растворе оксида алюминия хоть и ускоряет кристаллизацию ГАСН, но менее плотного. Процесс разложения идет интенсивнее, что отражается в более высоком коэффициенте суммарной скорости реакции. Повышение концентрации щелочи, из-за её избыточного количества, заметного влияния на процесс разложения не оказывает.

Отношение оксида алюминия к диоксиду кремния в каолините меньше чем в ГАСН и при разложении каолинита положительный баланс по оксиду алюминия не возможен.

При термохимическом кондиционировании наблюдается другой механизм. Ранее Н.И. Ерёминым было показано, что продуктом обжига каолинита является метакаолинит, который при 9251000С разлагается с образованием аморфного SiO2, - Al2O3 и муллита при примерно равном количественном распределении между ними оксида алюминия, что можно описать реакцией:

6(Al2O3·2SiO2)=10(SiO2 аморфн.)+3( -Al2O3)+(3Al2O3·2SiO2),

С учётом малой растворимости -Al2O3 из стехиометрии реакции следует, что теоретически возможное извлечение диоксида кремния при обескремнивании обожженного каолинита составляет более 80%.

Дальнейшее повышении температуры обжига способствует образованию муллита из свободных оксидов Al2O3 и SiO2.

Химико-минералогический состав шамозитов непостоянен. Характерная особенность этих минералов проявляется в более высоком содержании глинозема по сравнению с содержанием диоксида кремния, чем в каолините.

Особенности процессов выщелачивания связаны с величиной межфазной границы, выражаемой через удельную поверхность, и являющуюся важной физической характеристикой материала. Значительная удельная поверхность исходного шамозита связана с большим количеством пор и трещин (табл. 2).

Увеличение удельной поверхности при обжиге (400С), указывает на начало разложение шамозита с диспергированием его частиц и образованием большого количества тонких пор. Суммарный объем пор незначительно уменьшается, за счет сокращения объема пор r4=1036·104 ангстрем.

При возрастании температуры обжига до 600С и разложении шамозита, имеет место незначительное сокращение удельной поверхности и увеличение суммарного объема по всем эквивалентным радиусам, за счет образования большого количества свободных оксидов алюминия и кремния в аморфном виде, которые хорошо взаимодействуют со щелочными растворами.

Разложение шамозита сопровождается образованием ГАСН состава Na2O:Al2O3:SiO2=1:1:2,4 с мольным отношением Na2O/SiO2=0,43. Это отношение при химическом опробовании составило для исходного шамозита – 0,23 и для обожжённого соответственно: при 400°С – 0,23; при 600°С – 0,48.

Таблица 2

Поверхностные свойства исходного и обожженного шамозита белгородского участка КМА

Показатель

Температура обжига

Исходный

400С

600С

Удельная поверхность, м2/г

6,51

13,37

9,72

Суммарный объем пор, (см3/г) / %

0,298/44,30

0,238/37,9

0,370/49,3

Распределение суммарного объема по эквивалентным радиусам, в ангстремах:

3·101-102

102-103

103-6·104

0,007

0,093

0,198

0,014

0,078

0,147

0,210

0,110

0,240

Эквивалентные радиусы пор соответствующие максимумам дифференциальной кривой, в ангстремах:

r1

r2

r3

r4

40

1400

-

16300

50

1400

3000

-

100

1200

6300

36900

Выявлено, что взаимодействии шамозитов и щелочесодержащих растворов зависит от степени окисленности и соотношения модификаций. Окисление увеличивает неупорядочность структуры, а ортогональная модификация проявляет большую стойкость. Однако предварительный обжиг начиная с температуры 600С, эти различия сглаживает за счет разложения шамозитов с образованием аморфных оксидов.

В ряду гидроксид-оксид алюминия отмечается несколько вариантов твёрдофазных превращений с образованием весьма устойчивого при гидрохимических переделах корунда, что было подтверждено проведением стандартного автоклавного выщелачивания.

Пассивация при обжиге оксида алюминия начинается при температуре выше 1000С, а значительное развитие она получает при обжиге свыше 1050С.

Степень перехода -Al2O3 -Al2O3 при одной и той же температуре отличается для разных месторождений бокситов, имеющих различный химико-минералогический состав, что указывает на минерализующее влияние бокситообразующих минералов.

Использование сверхнасыщенного плана с минимальной не ортогональностью для выделенных линейных эффектов позволило выявить, что оксиды железа, хрома и соединения бора способствуют образованию -Al2O3. Противоположное влияние оказывают оксид натрия и диоксид титана.

На основании этого была разработана энергосберегающая технология получения малощелочного глубокопрокалённого глинозёма и получено положительное решение по заявке на патент (заявка на патент RU, МПК3 С 01 F 7/44. Способ получения малощелочного глинозёма с высоким содержанием -модификации Al2O3 / О.А. Дубовиков, В.М. Сизяков, Н.М. Теляков, Н.В. Николаева. – №2011108343/05(011962); заявл. 03.03.2011).

В бокситах месторождений Казахстана содержание сидерита достигает значительной величины. Исследования влияния обжига, необходимой операции в процессе термохимического кондиционирования, показало, что разложение сидерита сопровождается увеличением удельной поверхности и пористости, что способствует получению лучших технологических показателей при автоклавном выщелачивании и последующем разделении жидкой и твёрдой фаз.

При выборе аппаратурно-технологической схемы термохимического кондиционирования значительную роль играет выбор способа разделения пульп. Увеличение соотношения между жидкой и твердой фазами способствует повышению кремниевого модуля концентрата и для разделения пульп рационально применять процесс отстаивания.

Данные по сгущению сырого и обожженного боксита, бокситового концентрата и красного шлама после автоклавного выщелачивания сырого боксита и бокситового концентрата представлены на рис. 2 и в табл. 3.

Сгущаемость концентрата значительно выше, чем исходного и обожжённого боксита, сгущаемость красного шлама, полученного после выщелачивания концентрата, заметно лучше, чем красного шлама от выщелачивания исходного боксита (табл. 3).

Рис. 2. Красный шлам от выщелачивания боксита (1) и концентрата (2);

боксит исходный (3) и обожжённый (4); бокситовый концентрат (5)

Таблица 3

Характеристики сгущенного продукта

Продукт

Плотность, г/см3

Ж:Т

Шлам от выщелачивания боксита

2,66

3,39

Шлам от выщелачивания концентрата

3,07

2,34

Исходный боксит

2,63

1,40

Обожжённый боксит

2,72

1,23

Бокситовый концентрат

3,07

0,80

Процесс фильтрования количественно описывают кинетическими уравнениями, связывающими скорость фильтрования с параметрами процесса и свойствами твердых частиц, жидкой фазы и фильтровальной перегородки. После определения постоянных фильтрования можно рассчитать показатели процесса (рис. 3 и табл. 4).

Рис. 3. Результаты фильтрации в координатах

(линейная зависимость при фильтрации с образованием осадка)

Таблица 4

Технологические показатели процесса фильтрования

Показатель

Обозначение и размерность

Численное значение при

60С

90С

Отношение объемов осадка и фильтрата

м3/м3

9,626·10-2

9,206·10-2

Сопротивление фильтровальной перегородки

м-1

~0,0

5,619·1010

Удельное объемное сопротивление осадка

(м2)-1

1,284·1014

1,522·1014

Скорость фильтрации при образовании лепешки толщиной

10 мм

м3/м2·с

5,06·10-5

6,32·10-5

Повышение температуры снижает динамическую вязкость жидкой фазы, которая более интенсивно увлекает за собой тонкодисперсные частицы и на начальном этапе частично закупоривает поры фильтрующей перегородки. Это приводит к образованию более плотного осадка и небольшому возрастанию удельного объемного сопротивления. Скорость процесса фильтрации, при условии образования осадка толщиной 10 мм, увеличивается на 25%. Это доказывает целесообразность фильтрации более горячих пульп.

2. С целью повышения эффективности переработки низкокачественных бокситов месторождений Северной Онеги, Среднего Тимана и Казахстана способом Байера следует использовать предварительную подготовку сырья путём термохимического кондиционирования, что обеспечивает извлечение в обогащенный боксит не менее 95% Al2O3, достижение величины кремниевого модуля сырья более 10 единиц и извлечение из него оксида алюминия на уровне 9798% от теоретически возможного количества, с сохранением энергетических затрат на уровне 3234 ГДж/т глинозёма, соответствующих показателям последовательного варианта Байер-спекание.

Растворение оксидов алюминия и кремния в щелочных растворах сопровождается кристаллизацией ГАСН, устранить которую возможно, если концентрации оксидов будут, ниже равновесных концентраций. Это соответствует соотношению Ж:Т130:1 при выщелачивании.

На рисунке 4 температурно-временной зависимости извлечения в раствор SiO2 и Al2O3 видно, что в районе 975С не зависимо от продолжительности температурной выдержки, варьируемой от нуля до трёх часов, извлечение SiO2 в раствор составляет ~ 95%, а наибольшее извлечение приходится на боксит обожженный при 1000С. При этом кремниевый модуль твёрдой фазы в зависимости от температурной выдержки варьируется в пределах от 31 до 128.

Оптимальной для данного боксита при термохимическом кондиционировании является температура обжига 1000С, так как она соответствует и максимальной степени обескремнивания, и максимально возможному извлечению глинозёма в процессе Байера.

Рис. 4. Извлечение в раствор SiO2 1 - 4 и Al2O3 5 – 8 при выдержке:

1, 5 – нет; 2, 6 – час; 3, 7 – два часа и 4, 8 – три часа

Рис. 5. Извлечение в концентрат Al2O3 – 1 и в раствор SiO2 - 2, 3;

Si концентрата – 4. Расчет по жидкой фазе - и по твёрдой -

Предварительный расчёт показал, что Ж:Т=20:1 не значительно повышает затраты на проведение процесса разделения фаз в промышленных условиях, а увеличение кремниевого модуля концентрата повышает экономичность всего технологического процесса (рис. 5).

В интервале температур 265280С достигается теоретически возможное извлечение глинозёма из кондиционированного боксита в алюминатный раствор.

В начальный период скорость процесса обескремнивания обожжённого боксита, на что указывает энергия активации, определяется скоростью протекания химического взаимодействия. Затем растворение тормозится обволакивающим частицы слоем ГАСН и описывается уравнением (1), а процесс кристаллизации ГАСН уравнением в виде полинома:

,

(2)

тогда изменение количества компонента в щелочном растворе:

,

(3)

а максимальная концентрация компонента отвечает условию:

(4)

Выполнив преобразования:

(5)

(6)

,

(7)

получим выражение для максимального извлечения компонента из обожжённого боксита в щелочной раствор:

,

(8)

где max соответствует моменту равенства скоростей – уравнение (4):

(9)

По уравнениям (8, 9) можно рассчитать момент максимального извлечения компонента из боксита в раствор и соответствующее этому моменту распределение компонента (рис. 6).

Рис. 6. Распределение SiO2 в зависимости от температур выщелачивания (а),

обжига (б) и Si боксита (в)

Увеличение температур выщелачивания, обжига и кремниевого модуля исходного боксита приводит к возрастанию коэффициента торможения, при этом наблюдается различное влияние образующейся плёнки ГАСН и слоя остатков от выщелачивания.

Увеличение температуры выщелачивания интенсифицирует кристаллизацию ГАСН, степень же растворения и связанный с ней слой остатков выщелачивания остаются практически постоянными. С возрастанием температуры обжига, за счёт термоактивации алюмосиликатов, происходит более глубокое обескремнивание боксита, а вместе с ним уменьшающееся ядро взаимодействия твёрдой фазы экранируется более толстым слоем остатков. Если повышение температуры обжига вызывает качественные изменения в боксите, то с кремниевым модулем связаны количественные изменения. Более качественный боксит содержит меньше диоксида кремния и активного оксида алюминия, представленных алюмосиликатами. Концентрация их в растворе, влияющая на образование ГАСН, уменьшается и, как в предыдущем случае, торможение растворения связано с остатками выщелачивания.

Частичное удаление хрома из бокситов Северной Онеги возможно проведением магнитной сепарации (рис. 7).

Рис.7. Зависимость извлечения оксида хрома в магнитный продукт от выхода магнитной фракции и крупности

При измельчении боксита менее 0,05 мм хромсодержащие минералы раскрыты почти полностью и при выходе магнитного продукта 6,16,2% извлечение оксида хрома в него составляет 25,232,0%, а снижение содержания оксида хрома в немагнитном продукте составило 23,328,3%.

3. Для улучшения показателей выщелачивания бокситов, прошедших термохимическое кондиционирование, в состав бокситовой шихты следует вводить повышенное количество оксида кальция на уровне 510% от веса боксита, что обеспечивает увеличение суммарного извлечения Al2O3 и минимальные потери щелочи с красным шламом, при использовании на первой стадии автоклавного выщелачивания и содовой обработки красного шлама на второй.

По одному из вариантов Горного университета предполагается проводить выщелачивание боксита после термохимического кондиционирования при повышенной дозировке оксида кальция с последующим доизвлечением глинозёма из красного шлама.

Рис. 8. Влияние дозировки на извлечение глинозёма

и потери щелочи с красным шламом

Для шламов, при увеличении дозировки СаО, характерно постепенное увеличение количества гидрограната. Идут процессы нарастания количества и совершенствования структуры, её стабилизации в кубической модификации с содержанием 0,5 молей диоксида кремния. При дозировке 6,6% СаО содержатся: гидрогранат, ГАСН типа содалита и исчезающий типа канкринита. Дозировка 13,13% CaO соответствует границе, после которой находятся и получают своё развитие в большом количестве хорошо окристаллизованный гидрогранат и Na-Ca гидроалюмосиликат.

Выщелачивание красного шлама при температуре 95С в мешалке раствором 50 г/л Na2Oуг. и соотношении Ж:Т=5:1 показало, что продолжительность в пределах от 2 до 6 часов мало влияет на извлечение Al2O3, которое изменялось от 26,0 до 29,8% или от 5,3 до 6,0% в пересчёте на содержание в концентрате. Твёрдая фаза представлена двумя кристаллическими фазами железистым гидрогранатом и небольшим количеством кальцита.

Таким образом, двухстадийное выщелачивание бокситового концентрата с повышенной дозировкой оксида кальция позволило на первой стадии снизить потери щёлочи с красным шламом. На второй стадии, последующее содовое выщелачивание позволило доизвлечь Al2O3.

4. С целью минимизации расхода щелочного реагента и повышения комплексности переработки низкокачественного бокситового сырья следует проводить двухстадийную регенерацию силикатно-щелочного раствора с осаждением на первой стадии соединений кремния в виде гидроалюмосиликата натрия, а на второй в виде метасиликата кальция с использованием дробного введения извести при молярном соотношении CaO/SiO2=1,3/1.

Незначительнее начальное содержание в щелочном растворе Al2O3 или SiO2 вызывает резкое снижение извлечения диоксида кремния из обожжённого боксита в раствор. Наличие более 10 г/л SiO2 практически полностью останавливает процесс, поэтому на стадии регенерации оборотного кремне-щелочного раствора необходима глубокая очистка.

Предлагаемый способ предусматривает регенерацию не только щелочи, но и выделение глинозема, путём осаждения на первой стадии из раствора ГАСН с последующей переработкой полученного осадка, а на второй силиката кальция. Первую стадию регенерации следует проводить при 105С, что исключает применение автоклавной технологии. Основная масса оксида алюминия из раствора выделяется за первые три часа и пропорционально осаждению ГАСН понижается содержание диоксида кремния (табл. 5).

Таблица 5

Кинетика процесса кристаллизации ГАСН

Компонент

Содержание в растворе от продолжительности процесса, час.

0

1

2

3

4

5

6

SiO2, %

100,0

86,8

82,6

81,0

78,5

77,7

77,7

Al2O3, %

100,0

41,4

36,0

25,6

25,0

25,0

25,0

Присутствие взвеси тонких фракций обожжённого боксита ускоряет процесс осаждения ГАСН.

На скорость процесса обескремнивания раствора, на второй стадии, оказывает влияние отношение оксида кальция к диоксиду кремния обескремниваемого раствора (рис. 9).

Рис. 9. Зависимость степени обескремнивания раствора от отношения CaO:SiO2(моль.):1 – 15:1; 2 – 10:1; 3 -5:1; 4 – 2:1; 5 – 1,3:1; 6 – 1,2:1; 7 – 1,1:1; 8 – 1:1

Скорость процесса обескремнивания значительно увеличивается при дозировке CaO:SiO2 до 2:1 включительно, а глубина при 5 часовом обескремнивании и всех дозировках изменяется незначительно в пределах 7590%.

Дробная добавка извести (в начале 80% и через 3 часа 20%) по сравнению с единовременной, при одинаковой суммарной дозировке CaO:SiO2=1,3:1, позволяет глубже провести обескремнивание.

Твердая фаза при дозировке извести в пределах CaO:SiO2=(1:1)(2:1) состоит из -2CaO·SiO2, кальцита, арагонита и ГАСН, содержание которого уменьшается по мере увеличения дозировки извести. При дозировке 15:1 содержание -2CaO·SiO2 и кальцита остается постоянным, но вместо арагонита в большом количестве появляется гидроксид кальция.

5. Для получения достоверных технологических показателей, пригодных для использования в проекте предприятия по переработке низкокачественных бокситов с применением термохимического кондиционирования, следует использовать данные, полученные при проведении опытно-промышленных испытаний с объемом перерабатываемого материала не менее 40 тонн, результаты которых существенно дополняют материалы лабораторных исследований и уменьшают риски связанные с переходом от периодических процессов к непрерывным.

Для разработки регламентов переработки низкокачественных бокситов по схемам, приведенным на рисунках 1013, были проведены опытно-промышленные испытания. В каждом конкретном случае на протяжении нескольких недель в непрерывном режиме перерабатывалось от десятков до сотен тонн бокситов. Это позволило уточнить режимы, технологические показатели ведущих процессов и переделов, определить технологические особенности процесса термохимия-Байер при осуществлении его в опытно-промышленном масштабе.

Обжиг бокситов Краснооктябрьского месторождения в температурном интервале 900925С с последующим обескремниванием позволил повысить кремниевый модуль до 1012 единиц в кондиционном продукте. Естественная классификации при обжиге за счет пылевыноса и выноса мелких фракций со сливом трубчатого аппарата использовалась для снижения материальных потоков. Тонкие фракции, обогащенные кремнезёмом перерабатывались спеканием совместно с выделенным из оборотного раствора ГАСН. Частичная подача мелкой пыли на регенерацию оборотного щелочного раствора интенсифицировала процесс кристаллизации ГАСН и повышала глубину обескремнивания.

Для бокситов Щугорского месторождения температурный интервал обжига совпадал с температурным интервалом для бокситов Казахстана, но пыль печей обжига обогащалась по содержанию Al2O3 и её перерабатывали с концентратом способом Байера. Помол в мельнице концентрата на щелочном растворе позволил провести его дообескремнивание и повысить кремниевый модуль. Благодаря крупности продуктов термохимического кондиционирования процессы разделения фаз характеризовались высокими технологическими показателями: производительность на ленточном фильтре по бокситовой пульпе составляла 0,800,85м3/(м2час), а скорость слива при сгущении красного шлама равнялась 0,38 м/час при уплотнении в шламе до Ж:Т=2,5:1.

Пыль обжига бокситов месторождений Северной Онеги обогащалась по Al2O3 и перерабатывалась совместно с концентратом, а низкое содержанием оксидов железа в боксите потребовало поднять температуру обжига до 9751000°С. При выщелачивании обожжённого боксита в каскаде мешалок его кремниевый модуль повышался до 1213 единиц, а бокситовая пульпа хорошо сгущалась (скорость слива 0,7 м/час).

Магнитная сепарация пульпы на основе высокосидеритизированных бокситов Казахстана и щелочных алюминатных растворов обеспечила выход обеднённого сидеритом концентрата на уровне 79,5% при  содержании СО2 1,64%.

Применительно к аппаратурно-технологическим схемам переработки бокситов месторождений Казахстана, Среднего Тимана и Северной Онеги разработаны регламенты для выполнения ТЭО. Оценка энергозатрат выявила сопоставимость общего расхода энергоносителей в способе термохимия-Байер и последовательном способе Байер-спекание, который широко используется в мировой практике (табл. 6). Анализ структуры себестоимости товарной продукции говорит об общности технико-экономических показателей этих способов (табл. 7). Эти способы близки по показателям, но с учётом эксплуатационной надёжности технологии термохимия-Байер, более высокой экологической безопасности заложенных в ней технических решений и их малой зависимости от типа исходного сырья, следует говорить о существенных конкурентных преимуществах способа термохимия-Байер в условиях снижения качества бокситов.

Таблица 6

Удельные энергозатраты производства продукционного глинозёма

Энергоноситель,

ГДж/т

Способ

Байера

комбинированный

Способ

спекания

Способ

термохим.-

Байер

паралл.

способ

послед.

способ

Электроэнергия

1,37

1,68

2,15

3,05

1,91

Топливо

3,63

8,09

18,37

34,16

16,15

Тепловая энергия

9,11

17,64

13,35

17,64

15,51

Общий расход

14,11

27,41

33,87

54,85

33,57

Таблица 7

Структура себестоимости 1 т продукционного глинозёма

Статьи затрат от полной себестоимости по способу

Байер-спекание, в %

Способ

Байер-спекание

термохим.-Байер

Сырьё и основные материалы

47,38

47,38

Топливно-энергетические расходы

43,47

43,04

Заработная плата

1,78

1,78

Цеховые расходы

6,31

6,25

Общезаводские расходы

0,35

0,35

Прочие расходы

0,71

0,71

Полная себестоимость

100,00

99,51

Заключение

Представленная диссертация является научно-квалификационной работой, в которой разработаны теоретические, технологические и методологические принципы термохимического кондиционирования низкокачественных бокситов с их последующей переработкой по способу Байера. Полученные научные результаты составляют основу универсальной, ресурсосберегающей технологии, которая существенно расширяет сырьевую базу глинозёмного производства.

Основные научные и практические результаты работы

1. Мировая тенденция - повышение цен и снижение запасов высококачественных бокситов. Сырьевая база России характеризуется почти полным отсутствием традиционного сырья - байеровских бокситов, на которых основана зарубежная глинозёмная промышленность. Предлагаемый способ термохимическое кондиционирование позволяет решить целый комплекс проблем, связанных с кондиционированием низкокачественных бокситов сложного химико-минералогического состава и дальнейшей их переработкой щелочным способом.

2. Установлена лимитирующая роль внутридиффузионного массопереноса при протекании процесса взаимодействия каолинита со щелочными растворами и возможность описания кинетики этого процесса уравнением для самотормозящихся реакций с последующим определением времени полного разложения.

3. Экспериментально установлена зависимость показателей разложения шамозита щелочными растворами от степени его окисленности, типа полиморфной модификации и температуры обжига в интервале от 400 до 600С, которой соответствует полное разложение шамозита.

4. Установлено, что оксиды железа, хрома и соединения бора обеспечивают ускорение фазовых переходов с образованием -Al2O3, что позволяет использовать этот эффект в процессе кальцинации глинозёма. Противоположное влияние оказывает оксид натрия и диоксид титана.

5. Установлена зависимость физико-химических свойств обожжённых высокосидеритизированных бокситов и показателей их гидрохимической переработки от температуры обжига в диапазоне от 300 до 1050С, которая характеризуется развитием процессов фазовой перекристаллизации продуктов обжига с увеличением пористости и уменьшением удельной поверхности при температурах более 600С, что имеет существенное значение для повышения эффективности разделения фаз сгущением и фильтрацией.

6. Установлено положительное влияние обжига низкокачественных бокситов на показатели сгущения и фильтрации красного шлама.

7. Разработана математическая модель кинетики извлечения компонентов боксита в раствор и скорости кристаллизации гидроалюмосиликата натрия, устанавливающая экстремальный характер перехода диоксида кремния и оксида алюминия в раствор, что позволяет определить время наибольшего обескремнивания боксита.

8. Использование высоких соотношений Ж:Т для устранения кристаллизации ГАСН при химическом опробовании обожжённых бокситов Северной Онеги позволило выявить явление термоактивации кремнийсодержащей фазы независимо от температурной выдержки в интервале от нуля до двух часов, что объясняется низкой при этой температуре скоростью кристаллизации кварца и муллита из аморфного диоксида кремния.

9. Установлена зависимость показателей выщелачивания бокситов после термохимического кондиционирования от содержания оксида кальция, обеспечивающая увеличение суммарного извлечения Al2O3 при снижении потерь щелочи с красным шламом.

10. Обоснована необходимость двухстадийной регенерации находящегося в обороте силикатно-щелочного раствора, с выделением ГАСН на первой стадии и метасиликата кальция на второй при дробном введении извести.

11. Установлено влияние степени измельчения на раскрытие минералов хромсодержащего боксита Североонежского месторождения, что позволило выделить с магнитной фракцией из него около 30% хрома при выходе магнитного продукта порядка 6%.

12. Показано, что процесс термохимического обогащения характеризуется высокой воспроизводимостью технологических показателей независимых от масштаба эксперимента при переходе от лабораторного к опыно-промышленному.

13. Разработаны аппаратурно-технологические схемы для переработки наиболее перспективных месторождений низкокачественных бокситов Среднего Тимана, Северной Онеги и Казахстана.

14. Предложена и освоена технологическая система опробования качества обожжённого боксита, позволяющая оперативно получать сведения о ходе обжига и термических превращениях, происходящих с бокситообразующими минералами.

15. Введено понятие стандартного обескремнивания и стандартного автоклавного выщелачивания для возможности сравнения поведения различных бокситов в процессе термохимического кондиционирования.

16. В процессе обжига свойства бокситов, независимо от первоначальной природы и химико-минералогических особенностей выравниваются. Переход к высокотемпературному выщелачиванию упрощает технологию обжига и расширяет температурную площадку.

17. Разработаны регламенты для ТЭО переработки низкокачественных бокситов месторождений Казахстана, Среднего Тимана и Северной Онеги по схеме термохимия-Байер.

Научные результаты работы отражены в следующих основных публикациях:

Монография:

1. Дубовиков О.А. Эффективные технологии переработки низкокачественных бокситов / О.А. Дубовиков, В.М. Сизяков // Горный университет. СПб, 2012. 113 с.

Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК России:

2. Дубовиков О.А. Поведение бокситов Среднего Тиммана в процессе обжига / О.А. Дубовиков, Н.И. Ерёмин, А.Н. Наумчик // Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1980. №4. С. 50-52.

3. Дубовиков О.А. Влияние различных примесей на фазовые превращения оксида алюминия при обжиге бокситов / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, Н.И. Ерёмин // Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1983. №1. С. 61-63.

4. Дубовиков О.А. Исследование процесса обескремнивания обожжённого боксита / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, Н.И. Ерёмин // Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1983. №6. С. 21-24.

5. Еремин Н.И. Исследование термических превращений шамозита при обжиге / Н.И. Еремин, А.Н. Белова, О.А. Дубовиков и др. // Журнал прикладной химии, 1983. №4. Т. 56 С. 932-934.

6. Дубовиков О.А. Регенерация оборотного раствора в процессе термохимического обогащения боксита / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, Г.И. Швачко // Известия ВУЗов. Цветная металлургия, 1986. №1. С. 125-127.

7. Яскеляйнен Э.Э. Плотность тройной системы H2O-Na2CO3-K2CO3. / Э.Э. Яскеляйнен, Л.А. Канунников, О.А. Дубовиков, и др. // Журнал прикладной химии, 1990. №5. Т. 72. С. 1118-1120.

8. Наумчик А.Н. Обогащение низкокачественных бокситов / А.Н. Наумчик, О.А. Дубовиков, Г.И. Швачко // Цветные металлы, 1996. № 8. С. 34-36.

9. Наумчик А.Н. Кинетика обескремнивания обожжённого низкокачественного боксита / А.Н. Наумчик, О.А. Дубовиков, Г.И. Швачко // Цветные металлы, 1996. № 9. С. 33-35.

10. Дубовиков О.А. Определение функциональной зависимости состав-плотность алюминатных растворов процесса карбонизации в содощелочной ветви / О.А. Дубовиков, Г.И. Швачко, В.О. Голубев. // Цветные металлы, 2003. № 8-9. С. 76-78.

11. Дубовиков О.А. Исследование процесса кондиционирования бокситов / О.А. Дубовиков, Н.В. Николаева // Записки Горного института. СПб, 2011. Т. 192. С. 19-23.

12. Дубовиков О.А. Поведение шамозита в процессе химического и термохимического кондиционирования / О.А. Дубовиков, Н.В. Николаева // Записки Горного института. СПб, 2011. Т. 192. С. 49-53.

13. Дубовиков О.А. Математическое описание процесса разложения каолинита щелочными растворами / О.А. Дубовиков, Н.В. Николаева // Записки Горного института. СПб, 2011. Т. 192. С. 73-76.

14. Дубовиков О.А. Микробиологическое кондиционирование бокситов / О.А. Дубовиков, Е.Е. Андреев, Н.В. Николаева // Обогащение руд, 2011. №5. С. 19-23.

15. Дубовиков О.А. Использование обжига при переработке сидеритизированных бокситов / О.А. Дубовиков, Е.Е. Андреев, Н.В. Николаева // Обогащение руд, 2012. №1. С. 3-7.

16. Сизяков В.М. Способы переработки высококремнистых бокситов Северной Онеги/ В.М. Сизяков, О.А. Дубовиков, Е.Е. Андреев, Н.В. Николаева // Обогащение руд, 2012. №3. С. 10-15.

Авторские свидетельства на изобретения и патенты:

17. А.С. 574915 СССР. Способ получения глинозема / Н.И. Еремин, А.Н. Наумчик, И.З. Певзнер, О.А. Дубовиков, И.В. Прокопопов. 1977.

18. А.С. 704018 СССР. Способ получения глинозема из боксита / Н.И. Еремин, А.Н. Наумчик, О.А. Дубовиков. 1979.

19. А.С. 816077 СССР, МКИ3 С 01 F 7/06. Способ переработеи моногидратных бокситов на глинозем / А.Н. Наумчик, О.А. Дубовиков, Н.И. Еремин, Г.Ф. Митрофанова, Г.И. Швачко. 1980.

20. А.С. 1340033 СССР. Способ получения глинозема из боксита / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, Г.И. Швачко. 1987.

21. А.С. 1380164 СССР. Репульпатор для обработки кремнещенлочных растворов преимущественно для их обескремнивания / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, С.В. Александровский, Г.И. Швачко, Э.Э. Яскеляйнен. 1987.

22. А.С. 1503223 СССР. Способ переработки на глинозем высокосидеритизированных бокситов / А.Н. Наумчик, О.А. Дубовиков, Э.Э. Яскеляйнен, А.А. Майер, И.Н. Кравцова, Г.И. Швачко. 1989.

Статьи и доклады, опубликованные в других научных журналах и изданиях:

23. Дубовиков О.А. Кинетика обескремнивания обожжённого боксита щелочными растворами / О.А. Дубовиков, А.Н. Наумчик, Н.И. Ерёмин. // Цветная металлургия, 1980. № 10. С. 41-43.

24. Климентёнок Г.И., Дубовиков О.А. Определение оптимальных условий обжига бокситов при их химическом обогащении / Деп. в БУ ВИНИТИ, 1982. №11(133). С. 104.

25. Дубовиков О.А. Особенности химического обогащения высококремнистых бокситов // Записки ЛГИ, Л., 1983. Т. 96. С. 27-30.

26. Наумчик А.Н. Влияние особенностей минералогического состава североонежских бокситов на процесс химического обогащения / А.Н. Наумчик, А.Н. Белова, О.А. Дубовиков и др. // Записки ЛГИ, Л., 1983. Т. 96. С. 34-38.

27. Гальнбек А.А. Моделирование технологического оборудования и систем управления процессами промышленных печей производства металлов / А.А. Гальнбек, И.Н. Белоглазов, О.А. Дубовиков и др. // Записки Горного института, СПб, 2001. Т. 147. С. 171-179.

28. Дубовиков О.А. Реализация сверхнасыщенных планов при поиске минерализующих примесей / О.А. Дубовиков, Е.В. Калюкина // Труды 16 Международной научной конференции. РГАСХМ Ростов на Дону, 2003. Т. 8. Секция 12. С.136-137.

29. Дубовиков О.А. Энергосберегающая технология получения глубокопрокалённого глинозёма // Записки Горного института, СПб, 2006. Т. 169. С. 116-119.

30. Дубовиков О.А. Энергосбережение при получении -модификации глинозёма / О.А. Дубовиков, Н.М. Теляков // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Электротермия – 2010». СПГТИ (ТУ), СПб, 2010. С. 140-148.

31. Белоглазов И.Н. Термохимическое кондиционирование высококремнистых хромсодержащих бокситов / И.Н. Белоглазов, О.А. Дубовиков, Г.Н. Климентёнок и др. // Труды Всероссийской научно-технической конференции «Электротермия – 2012». СПГТИ (ТУ) СПб, 2012. С. 19-30.

32. Сизяков В.М. Возможные пути кондиционирования высококремнистых хромсодержащих североонежских бокситов / В.М. Сизяков, О.А. Дубовиков, Н.В. Николаева, Е.В. Сизякова // Сборник докладов четвертого Международного конгресса «Цветные металлы 2012». Красноярск, 2012. С. 370-376.

33. Сизяков В.М. Cидеритизированные бокситы Казахстана и пути переработки их на глинозём / В.М. Сизяков, О.А. Дубовиков, Е.В. Сизякова, Н.В. Николаева // Сборник докладов четвертого Международного конгресса «Цветные металлы 2012». Красноярск, 2012. С. 377-383.

34. Сизяков В.М. Переработка на глинозём шамотизированных бокситов Среднего Тиммана с утилизацией шламов в чёрной металлургии / В.М. Сизяков, О.А. Дубовиков, Н.В. Николаева, Е.В. Сизякова // Сборник докладов четвертого Международного конгресса «Цветные металлы 2012». Красноярск, 2012. С. 384-389.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.