Российские ученые предложили извлекать железо из растворов при переработке бокситового сырья

Алюминий очень востребован в современном мире, его производят в большом количестве с использованием сложных технологических процессов. Основная алюминиевая руда- бокситы, состоящие в основном из оксида алюминия с примесью других минералов (большей частью – оксидов кремния и железа). Для дальнейшей переработки выделяется оксид алюминия – глинозем, а остальные (в том числе достаточно токсичные) вещества уходят в отходы.

Складирование отходов в течение длительного времени приводит к отравлению почв и воды, кроме того, оставлять ценные металлы без дальнейшего использования – неэффективно с точки зрения экономики. Для повышения эффективности обогатительных процессов и снижения нагрузки на природу исследователи из разных стран разрабатывают эффективные методы переработки сырья.

Ранее российские ученые предложили гидротермальную обработку красного шлама (отход переработки бокситов, получающийся при растворении их в щелочи). Другой метод предполагает выщелачивание прокаленного бокситового агломерата с карбонатом кальция с добавлением катионов двухвалентного железа для преобразования немагнитного железа в магнетит (Fe₃O₄).

Для обработки бокситов с высоким содержанием железа (более 20 процентов массы) и получения магнетита используется метод восстановительного обжига при 600 градусов Цельсия. Также магнетит отделяется от бокситового агломерата с помощью магнитной сепарации.

Руды с высоким содержанием кремния эффективнее перерабатывать с использованием соляной кислоты (HCl). При этом кремнезем почти не реагирует с кислотой, а оксид железа практически полностью выщелачивается в раствор. Железо в боксите присутствует в основном в оксидах: гематите (Fe2O₃) и гетите (FeOOH).

Таким образом, используя соляную кислоту, можно выщелачивать более 90 процентов железа при атмосферном давлении, используя разницу в реакционной способности минералов железа и алюминия. Выделить железо в отдельный раствор для повторного использования соляной кислоты можно с помощью растворителей.

Сотрудники Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья Кольского научного центра РАН и Института геохимии и аналитической химии РАН исследовали возможность экстракции железа с использованием высокомолекулярных алифатических кетонов – этот метод ранее был запатентован (патентообладатель ФИЦ КНЦ РАН) и применялся для очистки от железа растворов хлорида никеля. Основная цель исследования заключалась в максимально селективном удалении железа с последующим получением чистого концентрированного раствора хлорида железа (FeCl₃).

Для выделения железа из хлоридных растворов от выщелачивания бокситов использовались нейтральные кислородсодержащие растворители и их смеси. С целью глубокого отделения железа от алюминия, кальция и хрома применяли промывку органической фазы соляной кислотой. Ученые предложили принципиальную схему процесса экстракции, реализация которой может позволить выделять максимальное количество железа и получать более чистую алюминиевую продукцию.

КНЦ РАН

77 статей

Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.

Показать больше