Сегодня для производства алюминия используют дорогостоящее сырье — плавиковый шпат. Спрос на него растет, а запасы сокращаются. Ученые Пермского Политеха предложили получать фторид алюминия по «сухому способу». Более экологичный и технологичный метод позволит улучшить качество продукта, утилизировать отходы производства фосфорной кислоты и сэкономить средства предприятий. Разработка также поможет заменить импортное сырье в производстве алюминия и обеспечить технологический суверенитет страны.
В Пермском Политехе получили недорогое сырье для алюминия / ©Theodore W. Gray
Работа выполнена в рамках Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». Результаты работы опубликованы в журнале «Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология». При активной помощи научного консультанта, кандидата технических наук Вячеслава Туманова ученые зарегистрировали патент на технологию. Исследование реализовано при финансовой поддержке Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование».
«Чаще всего фторид алюминия используют для производства алюминия, но из него также получают эмали, стекла, глазури, керамику и покрытия для инструментов. В России сейчас удовлетворено только 50-60 процентов потребности в этом веществе. Фторид алюминия получают тремя способами, которые основаны на «мокрых» схемах. В них используют импортный плавиковый шпат.
Спрос на него с каждым годом растет, а запасы сырья сокращаются. Кроме того, у этих технологий есть недостатки. В частности, это недостаточно высокий выход готового продукта и большой объем загрязненных вод, которые необходимо очищать», – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского Политеха, кандидат технических наук Андрей Старостин.
Ученые Пермского Политеха предложили «сухой» способ производства фторида алюминия из отходов производства фосфорной кислоты. Это позволит заменить дорогостоящее сырье его альтернативным источником, улучшить качество продукта и обеспечить экологичность его получения.
«Сначала мы нейтрализовали кремнефтористоводородную кислоту газами, который содержат аммиак, а затем отделили оксид кремния от раствора фторида аммония. Далее мы упарили раствор и смешали его с гидроксидом алюминия, обработали в печи кипящего слоя при температуре 400-450 градусов Цельсия и получили фторид алюминия. Газы термообработки после охлаждения и выделения воды направили на нейтрализацию кислоты», — поясняет исследователь.
Химики определили наиболее оптимальные условия и режимы технологии, которые позволили обеспечить необходимый результат. В отличие от аналогов, способ ученых Пермского Политеха позволяет получить больше продукта из недорогого сырья. При использовании новой технологии не образуются агрессивные влажные газы и загрязненные сточные воды. Небольшое количество стадий позволяет получать сырье в непрерывном и интенсивном режиме.
Технология будет перспективна для внедрения на предприятиях химической и металлургической промышленности, которые производят алюминий и фтористые соли. Кроме того, разработка химиков позволит компаниям перерабатывать отходы.
