Глинозем из угольной золы: металлургия будущего.
20 августа 2025 г.
Исследователи из России и Китая предложили метод переработки золы угольных ТЭС, позволяющий извлекать алюминий. Технология сочетает кислотное выщелачивание под давлением и ионообменную очистку раствора, что открывает новые возможности для ресурсосберегающей экономики. Результаты опубликованы в Separation and Purification Technology.
Ежегодно угольные электростанции по всему миру производят около 1 миллиарда тонн золы, значительная часть которой просто складируется, занимая огромные территории и загрязняя окружающую среду. При этом зола может содержать до 40% оксида алюминия – ключевого сырья для производства металлического алюминия.
Россия и Китай, являясь крупнейшими производителями алюминия, испытывают дефицит собственных бокситов и вынуждены импортировать сырье из экваториальных стран (Гвинея, Гана). Разработанная технология позволяет использовать угольную золу как альтернативный источник алюминия, снижая зависимость от импорта и решая проблему утилизации отходов энергетики.
Новый метод, разработанный в Институте геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, включает в себя три ключевых этапа: предварительную магнитную сепарацию, высокотемпературное кислотное выщелачивание и очистку раствора от железа. На первом этапе магнитная сепарация позволяет удалить до 34% железа в виде магнитной фракции, оставляя немагнитную часть с повышенным содержанием алюминия (26,76% Al2O3). Далее проводится выщелачивание смесью бисульфата аммония (NH4HSO4) и серной кислоты (H2SO4) при 160–200 °C, что обеспечивает извлечение до 78% алюминия всего за 90 минут, при этом кремнезем остается в твердом остатке. Финальная стадия очистки раствора с использованием ионообменных смол демонстрирует высокую эффективность – смола S957 снижает концентрацию железа в 12 раз (с 27,2 мг/л до 2,2 мг/л), сохраняя возможность регенерации смолы серной кислотой.
«Технология обладает значительным экономическим потенциалом, позволяя получать прибыль в 11500 руб. с каждой тонны переработанной золы. В результате процесса образуются три ценных продукта: металлургический глинозем, железосодержащая магнитная фракция и кремнеземистый остаток, пригодный для строительных материалов или керамики на основе карбида кремния. С экологической точки зрения метод обеспечивает существенное сокращение объемов золоотвалов и минимизирует воздействие на окружающую среду», – объясняет к.т.н. Д. В. Валеев, ведущий научный сотрудник лаборатории сорбционных методов ГЕОХИ РАН.
Успешно пройдя лабораторные испытания, технология готова к следующему этапу – пилотным испытаниям для отработки параметров в промышленных масштабах. Универсальность метода открывает перспективы для переработки не только золы, но и другого алюмосодержащего сырья: красного шлама, вторичного алюминиевого шлака, высококремнистых бокситов или каолиновой глины, что значительно расширяет потенциальную область его применения.
Источник: ГЕОХИ РАН.
Метки: ГЕОХИ РАН