Файл: Высокотемпературное выщелачивание бокситов.docx

и перерабатываются они в разных условиях [5]. Так для растворения гиббситовых бокситов в щелочи достаточна температура в 100 ^оС, в то время как диаспор-бемитовые бокситы выщелачиваются только при 240 ^оС. Поэтому карстовые бокситы относятся к трудно вскрываемым, и методы их переработки связаны с высокими температурами и давлениями.

Каждый год вплоть до 2014 года во всем мире наблюдалось постоянное наращивание объемов добываемых бокситов. В отчете «Minerals Yearbook-2013: Bauxite and Alumina» геологической службы США [6] приводятся данные по объему добываемых бокситов в мире и их запасы (таблица 1.2). При этом в качестве запасов подразумеваются только те разведанные месторождения, переработка которых может быть экономически целесообразна.
Таблица 1.2 – Добыча и запасы бокситов по странам

Страна	2009	2010	2011	2012	2013	2014	Запасы
Австралия	65231	68414	69976	76282	81109	81000	6500000
Босния и Герцоговина	556	844	708	800	800	800
Бразилия	26074	32028	33625	34956	32481	32500	2600000
Китай	40000	44000	45000	47000	46000	47000	830000
Фиджи	-	-	50	300	460	500
Гана	490	595	408	753	827	800
Греция	1935	1902	1900	2100	2100	2100	600000
Гвинея	13600	15300	15300	16041	18763	19300	7400000
Гаяна	1485	1083	1818	2214	1713	1800	850000
Венгрия	267	307	278	250	290	300
Индия	16000	18000	19000	19000	15400	19000	540000
Индонезия	14700	27400	40600	31400	55700	500	1000000
Иран	522	681	818	820	820	800
Ямайка	7817	8540	10189	9339	9435	9800	2000000
Казахстан	5130	5310	5495	5170	5400	5500	160000
Малазия	263	124	188	122	150	150
Монтенегро	46	61	50	-	-	-
Мозамбик	4	9	10	8	13	-
Пакистан	11	10	10	12	12	-
Россия	5775	5690	5943	5166	5322	5300	200000
Сьерра Леоне	757	1089	1300	776	616	700
Суринам	3388	3104	3236	3400	2700	2700	580000
Танзания	123	39	30	58	50	-
Турция	1473	1311	1025	541	550	550
США	-	-	-	-	-	-	20000
Венесуела	3611	3126	2455	2286	2160	2200	320000
Вьетнам	80	80	100	100	250	1000	2100000
Итого	20933	239047	259512	258894	283121	234300	25700000

---

Как видно по данным таблицы 1.2, запасы качественных бокситов в мире ограничены, и при сохранении объемов добычи на уровне 2014 года их в среднем хватит на 100 лет, а, например, в Китае всего на 18 лет. В то же время объемы
добычи постоянно растут, поэтому запасы качественных бокситов могут закончиться еще раньше, даже если будут открыты новые месторождения.

Резкое снижение добычи боксита в Индонезии в 2014 году связано с запретом государства на экспорт сырья за рубеж [7], закон о котором был обнародован в 2009 году. Поэтому объемы добычи боксита вплоть до 2013 года в Индонезии постоянно нарастали, так как Китай запасал руду. В ответ на выпущенный закон некоторые компании начали планировать строительство в Индонезии глиноземных заводов, особенно компании из Китая, лишившиеся одного из основных поставщиков сырья.

Отчет геологической службы США [8, 6] оценивает общие мировые запасы бокситов в 55-75 миллиардов тонн (таблица 1.3). Эти запасы включают не разведанные месторождения и бокситы, переработка которых по современным технологиям считается нерентабельной. Изменение процентных соотношений в таблице 1.3 в разные года связано с открытием во Вьетнаме крупного месторождения (порядка 2 млрд. тонн).
Таблица 1.3 – Запасы бокситов в мире по регионам

Регион	% от мировых запасов
	2008	2015
Африка	33	32
Океания	24	23
Южная Америка и Карибские острова	22	21
Азия	15	18
Другие	6	6

---

Практически все запасы бокситов, которые не вошли в список экономически кондиционных, являются высококремнистыми. Следовательно, около 60% месторождений бокситов не могут быть использованы в настоящее время, так как требуется разработка технологий их экономически выгодной переработки.
Следует отметить, что по состоянию на 2012 год в мире было произведено около 100 млн. т глинозема [9], из них 1,3% было получено не из бокситов, а из нефелинов. Так как недостаток высококачественных бокситов в России привел к тому, что уже более 50 лет в нашей стране для получения глинозема используется щелочное алюмосиликатное сырье [10].

Запасы алунитов и нефелинов также имеются на всех континентах мира [11], и все разведанные залежи нефелинов и алунитовых руд, по большей части, могут быть добыты способами открытых горных разработок.

Еще одним из возможных видов сырья для получения глинозема в промышленных масштабах являются золошлаковые отходы, образующиеся при сжигании угля. В настоящий момент на строительство завода, который будет производить глинозем из золы уноса по технологии предварительного обескремнивания с последующим спеканием с содой и известняком в индустриальном парке «Tuoketuo» в Китае, инвестировано 3,4 млрд. юаней, а на следующей фазе планируется инвестировать еще 13,3 млрд. юаней [12]. Производительность завода по глинозему будет составлять более 1 млн. т в год.

2. 1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   21

---

Способы переработки низкокачественных высококремнистых бокситов

При выщелачивании бокситов по способу Байера одновременно с глиноземом в раствор переходит активный кремнезем. Ниже показаны уравнения протекающих при этом реакций:
Al(OH)₃ + NaOH = Na[Al(OH)₄] (1.1)

SiO₂ + 2NaOH = Na₂SiO₃ + H₂O (1.2)
В условиях Байеровского выщелачивания продуты реакций 1.1 и 1.2 взаимодействуют с образованием нерастворимого соединения гидроалюмосиликата натрия по реакции 1.3:


2Na[Al(OH)₄] + 2Na₂SiO₃ = Na₂O∙Al₂O₃∙2SiO₂∙2H₂O + 4NaOH (1.3)
Образующийся по реакции ГАСН вместе с другими нерастворившимися соединениями выбрасывается после промывки в отвал в виде красного шлама. Таким образом, происходят потери каустической щелочи и глинозема.

По формуле ГАСНа видно, что на один моль кремния приходится как минимум 1 моль Na. Поэтому, чем больше легко растворимого кремнезема в боксите, тем выше потери щелочи и глинозема. Ситуация усугубляется при переработке трудно вскрываемых диаспор-бемитовых бокситов, так как при высоких температурах и давлении начинает растворяться кварц и другие соединения, содержащие кремний и не взаимодействующие со щелочью при атмосферном давлении или низкотемпературном автоклавном выщелачивании.

Потери каустической щелочи возрастают линейно с увеличением содержания

---

кремнезема в сырье. При содержании кремнезема более 8% или при кремневом модуле меньше 7 процесс Байера становится нерентабельным [4]. К тому же высокое содержание щелочи в красном шламе пагубно влияет на окружающую среду.

В работе [1] выделяется три направления по борьбе с потерями щелочи при переработке высококремнистых бокситов:

1. 
   Способы, заключающиеся в уменьшении содержания кремнезема в сырье.
   

К данной группе способов уменьшения потерь щелочи с ГАСНом относятся все возможные варианты обогащения бокситов: влажное просеивание [13-16], гравитационное обогащение [17-19], флотация [20-27], предварительное щелочное выщелачивание [28], био-выщелачивание [29-32], магнитная сепарация [33-37], механохимическая активация [38-41], обжиг с последующим выщелачиванием [42- 47].
Наиболее перспективными среди первой группы методов переработки высококремнистых бокситов, на наш взгляд, являются: предварительное щелочное обескремнивание и флотация, так как они являются относительно дешевыми способами и при этом позволяют повысить кремневый модуль сырья с 5-6 до 11-14 единиц.

Основным недостатком способов из первой группы является их сильная зависимость от минералогии каждого конкретного месторождения, от связей между минералами и их доступности к обработке. Например, промывка и просеивание бокситов подходит только для гиббситовых бокситов Австралии, а флотация для диаспоровых руд из Китая. Поэтому не существует какой-либо технологии обогащения бокситов, которая бы подходила к любому

---