что такое красный шлам
Красный шлам и его особенности.
Общее о красных шламах.
Основной способ производства глинозема, как сырья для производства алюминия, так называемый способ или процесс Байера. Уровень технологии производства таков, что зачастую, в зависимости от особенностей боксита, предприятие переработчик выдает столько же или даже больше красного шлама сколько производит алюминиевого сырья.
Та же технология предусматривает удаление красного шлама за пределы территории предприятия в виде пульпы на специально оборудованные площадки или шламовые поля. Площади таких шламохранилищ сопоставимы с территорией занимаемой самим предприятием переработчиком. Непрерывное увеличение производства глинозема и снижение качества бокситов ведет к росту объемов складирования красных шламов.
Красный шлам содержит в своем составе до 60% оксидов металлов, в первую очередь железа, которые и придают отходам красный цвет. Также в составе красного шлама содержится значительное количество оксида кремния, остаточный алюминий и оксид титана. Кроме этих, в целом полезных компонентов красный шлам содержит щелочь и тяжелые металлы, а это уже серьезная угроза для окружающей среды.
Конечно предприятия переработчики обязаны обеспечить все, чтобы места хранения красного шлама исключали попадание токсичной составляющей в грунтовые воды. Тем не менее они представляют угрозу как для окружающей среды, так и для людей. Попадание частиц красного шлама непосредственно на кожу человека приводит к сильному раздражению и повреждению.
В общем случае, после выработки потенциала территории шламохранилищ засыпают песком, золой или дерном и засаживают деревьями и кустарниками. Однако до полного восстановления территории требуется не менее десятка лет. Что касается возможности использования красного шлама в качестве сырья или его утилизации, то это значительная проблема и актуальная задача сегодняшнего дня.
Вопросы утилизации и переработки красного шлама.
Как уже говорилось, в состав красных шламов входит значительное количество железа и алюминия, что заставляет задуматься о необходимости не только утилизации их как отходов, но и использования.
Однако, все известные на сегодня способы переработки красного шлама является достаточно затратными, и их внедрение не могут себе позволить большинство алюминиевых заводов, поэтому то рекультивация остается наиболее простым решением проблемы отходов.
Так же на себестоимость переработки красного шлама оказывает его изначальное физическое состояние. На высушивание жидкой суспензии, которой и является красный шлам требуются затраты значительного количества энергии.
Комплексную переработку красного шлама была предложена еще в 1982 году. Красный шлам смешивается с известковым компонентом с последующей термической обработкой при 1200 градусов в присутствии кокса. В результате получался железосодержащий продукт в виде отдельных несвязных частиц, который отделялся магнитной сепарацией, и шлам. Полученный шлам может идти на повторную обработку.
В результате процесса получается глинозем, а при некоторых вариантах добавки для производства чугуна в доменных печах, а шлак используют для производства цемента. Однако данный способ предусматривает фактическое дублирование основного производства, так как его технологические операции практически не отличаются от операции по переработке основного сырья – бокситов. А это требует больших капитальных вложений и затрудняет применение на действующих алюминиевых производствах.
Красный шлам источник скандия и итрия.
Помимо железа и алюминия в состав красных шламов входя многие ценные компоненты, такие как кальций, кремний, титан, цирконий, ниобий, галлий и даже золото. Особый интерес представляют редкоземельные элементы- скандий и иттрий.
Такие сплавы востребованы при производстве ракетной техники, где позволяют создавать и внедрять в серийное производство крупногабаритные, геометрически сложные силовые штампосварные конструкции с минимальным полетным весом.
Итрий также применяется в качестве легирующей добавки, улучшающей механические и коррозионные свойства чугунов и сталей. Добавка 0,1% иттрия повышает предел прочности чугуна при растяжении и увеличивает износостойкость в четыре раза по сравнению с серым. Скорость окисления сталей различных марок с добавками иттрия и других редкоземельных металлов снижается в 11 раз.
При этом, как известно месторождений скандия, пригодных для промышленной разработки в нашей стране нет. Существующие теоретические исследования обосновали перспективность и экономическую выгодность извлечения скандия из отходов глиноземного производства, т.е. из красных шламов.
Применение методов физического обогащения может позволить получать концентрат с содержанием оксида скандия до 360 г/т. А в некоторых случаях, при использовании дополнительной классификации и химической активации, увеличивает этот показатель до 400 г/т. Это на порядок выше содержания скандия в концентрате получаемом из месторождений в Западной Австралии.
В этих же процессах переработки красного шлама получают железооксидные пигменты, которые могут использоваться как компоненты красок цветовой гаммы от черного до лимонно-желтого цвета и алюможелезистые коагулянты, используемые на станциях нейтрализации сточных вод.
СОДЕРЖАНИЕ
Производство
Содержание глинозема в используемом боксите обычно составляет от 45 до 50%, но можно использовать руды с широким диапазоном содержания глинозема. Соединение алюминия может присутствовать в виде гиббсита (Al (OH) 3 ), бемита (γ-AlO (OH)) или диаспора (α-AlO (OH)). Остаток неизменно имеет высокую концентрацию оксида железа, которая придает продукту характерный красный цвет. Небольшое остаточное количество гидроксида натрия, используемого в процессе, остается с остатком, в результате чего материал имеет высокий pH / щелочность, обычно> 12. Различные стадии процесса разделения твердой и жидкой фаз вводятся для рециркуляции как можно большего количества гидроксида натрия из остатка обратно в процесс Байера, чтобы сделать процесс как можно более эффективным и снизить производственные затраты. Это также снижает конечную щелочность остатка, делая его более простым и безопасным в обращении и хранении.
Состав
Основными составляющими остатка после экстракции алюминиевого компонента являются нерастворимые оксиды металлов. Процентное содержание этих оксидов, производимых конкретным глиноземным заводом, будет зависеть от качества и природы бокситовой руды и условий добычи. В таблице ниже показаны диапазоны составов для общих химических компонентов, но значения сильно различаются:
| Химическая | Процентный состав |
|---|---|
| Fe 2 O 3 | 5–60% |
| Al 2 O 3 | 5–30% |
| TiO 2 | 0–15% |
| CaO | 2–14% |
| SiO 2 | 3–50% |
| Na 2 O | 1–10% |
Минералогически выраженные компоненты:
| Химическое название | Химическая формула | Процентный состав |
|---|---|---|
| Содалит | 3Na 2 O⋅3Al 2 O 3 ⋅6SiO 2 ⋅Na 2 SO 4 | 4–40% |
| Канкринит | Na 3 ⋅CaAl 3 ⋅Si 3 ⋅O 12 CO 3 | 0–20% |
| Глиноземисто- гетит (оксид железа) | α- (Fe, Al) OOH | 10–30% |
| Гематит (оксид железа) | Fe 2 O 3 | 10–30% |
| Кремнезем (кристаллический и аморфный) | SiO 2 | 5–20% |
| Трикальций алюминат | 3CaO⋅Al 2 O 3 ⋅6H 2 O | 2–20% |
| Бемит | AlO (ОН) | 0–20% |
| Оксид титана | TiO 2 | 0–10% |
| Перовскит | CaTiO 3 | 0–15% |
| Москвич | K 2 O⋅3Al 2 O 3 ⋅6SiO 2 ⋅2H 2 O | 0–15% |
| Карбонат кальция | CaCO 3 | 2–10% |
| Гиббсит | Al (OH) 3 | 0–5% |
| Каолинит | Al 2 O 3 ⋅2SiO 2 ⋅2H 2 O | 0–5% |
В целом, состав остатка отражает состав неалюминиевых компонентов, за исключением части кремниевого компонента: кристаллический кремнезем (кварц) не вступает в реакцию, но часть присутствующего кремнезема, часто называемая реактивным кремнеземом, будет реагировать. в условиях экстракции и образуют алюмосиликат натрия, а также другие родственные соединения.
Опасности для окружающей среды
Сброс красного шлама может быть опасным для окружающей среды из-за его щелочности и видовых компонентов.
Площадки для хранения остатков
Когда-то было обычным делом сбрасывать красный шлам в реки, эстуарии или море по трубопроводам или баржам; в других случаях остатки вывозились в море и сбрасывались в глубокие океанские траншеи за много километров от берега. С 2016 года прекращен сброс в море, лиманы и реки.
По мере того, как места для хранения остатков иссякали и возрастала озабоченность по поводу влажного хранения, с середины 1980-х годов все более широко применяется сухое складирование. В этом методе остатки сгущаются до суспензии с высокой плотностью (48–55% твердых веществ или выше), а затем осаждаются таким образом, чтобы они уплотнялись и высыхали.
Все более популярным процессом очистки является фильтрация, при которой образуется осадок на фильтре (обычно с содержанием влаги 23–27%). Этот кек можно промыть водой или паром для снижения щелочности перед транспортировкой и хранением в виде полусухого материала. Остаток, полученный в этой форме, идеально подходит для повторного использования, поскольку он имеет более низкую щелочность, дешевле в транспортировке и его легче обрабатывать и обрабатывать.
Использовать
Обзоры, описывающие текущее использование бокситовых остатков в портландцементном клинкере, дополнительных цементных материалах / смешанных цементах и специальных сульфоалюминатных цементах, были тщательно изучены и хорошо задокументированы.
В 2020 году Международный институт алюминия запустил Дорожную карту по максимальному использованию остатков боксита в цементе и бетоне.
В 2015 году в Европе на средства Европейского Союза была запущена крупная инициатива по повышению ценности красного шлама. Около 15 докторов наук. студенты были приняты на работу в рамках Европейской учебной сети (ETN) по безотходной оценке остатков бокситов. Основное внимание будет уделяться извлечению железа, алюминия, титана и редкоземельных элементов (включая скандий ) при одновременном превращении остатков в строительные материалы.
Что такое красный шлам
Когда дело касается покупок и необходимо срочно что то приобрести, возникают две проблемы: первая, это нехватка денежных средств, ведь деньги как вода, сегодня они есть.
Постоянный стресс сегодня один частых факторов современного ритма нашей жизни. Везде кругом суета, все нужно делать быстро чтобы успеть и не опоздать, ведь промедление.
Вам требуется трубошпунт.
Ученые подсчитали, что человек в среднем за свою жизнь проводит 16 лет в постели. Поэтому к выбору матраса надо подойти со всей ответственностью.
Ученые подсчитали, что человек в среднем за свою жизнь проводит 16 лет в постели. Поэтому к выбору матраса надо подойти со всей ответственностью.
Итоговый аккорд всех строительных работ заключается в финальной отделке. И конечно важнейший элемент завершающих ремонтных мероприятий — гипсовая финишная шпатлевка.
Для изготовления входных дверей могут быть использованы самые разные материалы. Некоторые из них пользуются большим спросом даже на достаточно высокую стоимость, другие.
Непростой задачей является выбор кровати. Обустройство квартиры при этом будет неполноценным без этого предмета мебели. Проверить на практике и протестировать кровать.
Переработка и хранение красного шлама: последствия и опасности
Утилизация отходов – одна из основных экологических проблем. Алюминий – дешевое и доступное сырье, широко используемое в химической промышленности. Однако при его переработке происходит выделения твердых отходов, которые называются красными шламами. Они способны стать причиной масштабных техногенных катастроф, поэтому требуют своевременной утилизации.
Что такое красный шлам?
Красным шламом называют отходы, которые выделяются при переработке бокситов методом Байера. Бокситы — алюминиевые руды с примесями железа, титана и кремния. Технология получения оксида алюминия довольно неэффективна. Масса отходов производства может в 2 раза превышать массу полученного алюминия.
Остро стоит вопрос об утилизации и использовании красных шламов. Хранилища, свалки, где складируются отходы, часто закапывают или засыпают песком. Однако экологические проблемы не решаются, если потенциальные загрязнители оказываются под землей. Ведь если жидкий красный шлам попадает в грунтовые воды, происходит загрязнение водных ресурсов тяжелыми металлами, входящими в его состав. Это влечет за собой эпидемии среди людей и животных.
Состав красных шламов
В состав красного шлама входят разнообразные соединения, среди которых:
Определенную долю в составе материала составляют ценные элементы — ниобий, цирконий, иттрий, золото. Из него можно получать железооксидные пигменты. Кроме того, красный шлам — потенциальный источник скандия, ведь месторождения вещества в стране не созданы до сих пор. Скандий широко применяется в металлургии с целью повышения прочности сплавов.
Утилизация и переработка красного шлама
Складирование отходов промышленности наносит вред окружающей среде. Поэтому металлургические заводы должны позаботиться об их своевременной утилизации. Однако высокая стоимость технологий переработки материала — главное препятствие для налаживания механизма утилизации. Денежные и трудовые затраты обусловлены:
Технология промывки красного шлама
Технология промывки и сгущения красного шлама заключается в разделении первичного сырья на твердую и жидкую фазу. Отстаивание происходит под действием силы тяжести. Скорость образования осадка зависит от концентрации раствора, кристаллической структуры и состава.
К расный шлам с большим содержанием оксидов железа легче поддается фильтрации. В результате промывки алюминатный раствор составляет около трети всей массы.
Метод отделения жидкой фазы осуществляется в три этапа:
«Сухое» и «мокрое» складирование шлама
Для складирования материала на шламохранилищах применяются «сухой» и «мокрый» методы.
Первый заключается в обезвоживании поступивших отходов, после чего шлам поступает в оборудованные помещения с системой дренажей и сгустителей.
«Мокрым» же называется красный шлам, разбавленный водой на 80 %. Для хранения также требуется многоуровневое техническое помещение с разветвленной системой дренажных труб и устройств.
Опасность для окружающей среды
Красный шлам представляет угрозу для природных сообществ, здоровья людей так как:
Катастрофа в Венгрии
Техногенная катастрофа, произошедшая в октябре 2010 года на западе Венгрии — пример разрушительных последствий неправильной утилизации отходов.
В результате разрушения хранилища, содержащего 700 тысяч кубометров жидкого красного шлама, токсичные отходы попали в окружающую среду и нанесли ей непоправимый ущерб. Катастрофа вызвала поражение почвы и воды двух населенных пунктов. Деревня Колонтар была спешно оставлена людьми и фактически стерта с лица Земли.
Были также повреждены газопровод и железные дороги. Красный шлам при попадании в реки стремительно распространялся. Это вызвало гибель животных, людей в результате отравления и химических ожогов.
Кроме того, масштабы происшествия могли быть разрушительны для всей Европы, если бы отходы попади в крупные реки, такие как Дунай.
Поэтому сейчас особенно актуальной представляется проблема утилизации красного шлама, ведь последствия зачастую непредсказуемы и необратимы.
Состав и виды шламов, влияние на окружающую среду, способы утилизации
Утилизация бурового шлама: захоронение, переработка, центрифугирование
Переработка отходов алюминиевого производства
С чем связано и чем опасно загрязнение почвы тяжелыми металлами
Утилизация и переработка гальванического шлама
Техногенные отходы производства: переработка и утилизация
Загрязнение почвы химическими веществами: последствия и охрана
Источники, причины и характеристики химического поражения
Переработка навоза в биогаз, топливо, удобрения, картон, гранулирование
Что такое промышленные отходы, методы ликвидации и захоронения
Основные химические загрязнители атмосферы
Обработка осадков сточных вод: методы очистки и сушки
Красный шлам
Из Википедии — свободной энциклопедии
Красный шлам — твёрдые [1] отходы процесса Байера, промышленного процесса обработки боксита для поставки оксида алюминия как сырья для электролиза алюминия. [2] [3] [4] Обычно фабрика производит в два раза больше красного шлама,чем алюминия. [5] Это отношение зависит от типа боксита, применяюшегося в процессе переработки. [3]
Красный шлам содержит примеси оксидов металлов и представляет собой одну из самых важных проблем с утилизацией при производстве алюминия. Красный цвет вызван присутствием оксида железа, составляющего до 60% массы красного шлама. [2] [3] [4] Также в нём содержится заметное количество оксида кремния(IV), невыщелоченного остаточного алюминия и оксида титана. [6]
Красный шлам нелегко утилизировать. В большинстве стран, в которых он производится, его выкачивают в пруды. [2] [3] [4] Красный шлам занимает площадь, которая не пригодна ни для строительства, ни для сельского хозяйства. Как отход процесса Байера, красный шлам отличается высокой щелочностью с pH от 10 до 13. Для понижения щелочности с целью уменьшения вреда окружающей среде применяются разные методы. Ведутся исследования возможных применений красного шлама, но его высушивание требует много энергии (на испарение воды) и может много стоить, если использовать ископаемые топлива. [2] [3] [4]