ПЕРЕРАБОТКА УГЛЯ
Оригинальная статья
УДК 536.421.5:543.632.4:62-665.4:661.333 © Т.Г. Черкасова, Д.А. Баранцев, А.И. Иванов, 2024
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Уголь № 04-2024 /1179/
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-4-36-39
Название
Оценка возможности вскрытия отходов углеобогащения спеканием с карбонатом натрия
Авторы
Черкасова Т.Г., доктор химических наук, профессор, директор Института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева»,
650000, г. Кемерово, Россия, e-mail: ctg.htnv@kuzstu.ru
Баранцев Д.А., ассистент института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский
государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия,
e-mail: kemche@yandex.ru
Иванов А.И., бакалавр института химических и нефтегазовых технологий ФГБОУ ВО «Кузбасский
государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева», 650000, г. Кемерово, Россия
Аннотация
Отходы углепереработки и углеобогащения имеют большой потенциал, поскольку содержат в себе ценные компоненты, такие как редкие и редкоземельные элементы. Невысокое содержание и сложный состав отходов требуют применения комплексной переработки, которая за счет извлечения нескольких ценных продуктов позволит сделать переработку экономически рентабельной.
Первоначальный этап обогащения требует проведения вскрытия отходов, при этом упорные минералы переходят в растворимую форму, что при последующем выщелачивании позволяет в полном объеме перевести в раствор ценные компоненты. Одним из способов вскрытия химически стойкого сырья является спекание с карбонатом натрия, что легло в основу данного исследования. В статье приведены результаты распределения матричных и некоторых редких элементов при выщелачивании серной кислотой различной концентрации сырья, полученного при спекании отходов углеобогащения и карбоната натрия.
Установлено, что в ходе выщелачивания большая часть оксида кремния выпадает в осадок (до 47% масс. в пересчете на Si). При выщелачивании 10% масс серной кислотой во всех образцах в осадок выпадают соединения титана, что предполагает перспективу его последующего извлечения из остатка.
Ключевые слова
Угледобывающая отрасль, отходы углеобогащения, спекание, карбонат натрия, сернокислотное выщелачивание, редкие металлы, титан.
Список литературы
1. Экогеотехнология добычи бедных руд с созданием условий для попутной утилизации отходов горного производства / И.В. Соколов, Ю.Г. Антипин, А.А. Рожков и др. // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 289-296. DOI: 10.31897/PMI.2023.21. SokolovI.V., AntipinYu.G., RozhkovA.A., SolomeinYu.M. Ecogeo?
technology of low-grade ore mining with the creation of conditions for associated recycling of mining waste. Zapiski Gornogo instituta. 2023;(260):289-296. (In Russ.). DOI: 10.31897/PMI.2023.21.
2. ЧукаеваМ.А., МатвееваВ.А., СверчковИ.П. Комплекснаяпереработкавысокоуглеродистыхзолошлаковыхотходов // ЗапискиГорногоинститута. 2022. Т. 253. С. 97-104. DOI: 10.31897/
PMI.2022.5. Chukaeva M.A., Matveeva V.A., Sverchkov I.P. Complex processing of high-carbon ash and slag waste. Zapiski Gornogo instituta. 2022;(253):97-104. (InRuss.). DOI: 10.31897/PMI.2022.5.
3. Тарасов П.И., Хазин М.Л., Апакашев Р.А. Использование отходов горнодобывающей промышленности Урала // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2021. № 1. С. 21-31. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-21-31. T arasov P.I., Khazin M.L., Apakashev R.A. Use of waste from the mining industry of the Urals. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten’. 2021;(1):21-31. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-21-31.
4. ОпределениесоставаотходовуглеперерабатывающегопредприятияПАОЦОФ «Березовская» / Т.Г. Черкасова, М.О. Пилин, А.В. Тихомироваидр. // Уголь. 2023. № 9. С. 90-95. DOI: 10.18796/0041-5790-2023-9-90-95. Cherkasova T.G., Pilin M.O., Tikhomirova A.V., Barantsev D.A. Determination of composition of coal processing wastes of the Berezovskaya Central Concentrating Mill. Ugol’. 2023;(9):90-95. (In Russ.).
DOI: 10.18796/0041-5790-2023-9-90-95.
5. Das S., Gaustad G., Sekar A., Williams E. Techno-economic analysis of supercritical extraction of rare earth elements from coal ash. Journal of Cleaner Production. 2018;(189):539-551.
6. Okeme I.O., Crane R.A., Nash M.N., Ojonimi T.I., Scott T.B. Characterisation of rare earth elements and toxic heavy metals in coal and coal fly ash. RSC Adv. 2022;(12):19284-19296. DOI: 10.1039/D2RA02788G.
7. Вергунов А.В., Арбузов С.И., Соболенко В.М. Минералогия и геохимия тонштейнов в углях Бейского месторождения Минусинского бассейна // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринггеоресурсов. 2019. Т. 330. № 2. C. 155-166. DOI: 10.18799/24131830/2019/2/116. Vergunov A.V., Arbuzov S.I., Sabalenko V.M. Mineralogy and geochemistry of tonsteins in coals of the Beyskoye deposit of the
Minusinsk basin. Izvestiya Tomskogo polytekhnicheskogo universiteta. Enzhiniring Georesoursov. 2019; 330(2):155-166. (InRuss.). DOI: 10.18799/24131830/2019/2/116.
8. Морозков А.В., Норов А.М. Перспективные способы переработки кольского нефелинового концентрата в современных условиях // Труды Кольского научного центра РАН. Химияиматериаловедение. 2020. Вып. 4. C. 111-117. Morozkov A.V., Norov A.M. Promising methods for processing Kola nepheline concentrate in modern conditions. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN. Khimiya i materialovedenie. 2020;(4):111-117. (In Russ.).
9. Способ термохимического активирования высококалиевого алюмосиликатного минерального сырья (сыннырита) с использованием магнезита / П.А. Гуляшинов, Е.Н. Алексеева, А.Д. Будаева и др. // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2019. № 12. С. 180-190.
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-0-180-190. G ulyashinov P.A., Alekseeva E.N., Budaeva A.D., Antropova I.G.
Method of thermochemical activation of high-potassium aluminosilicate mineral raw materials (synnyrite) using magnesite. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten’. 2019;(12):180-190. (In Russ.).
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-0-180-190.
10. Извлечениеглиноземаизалюмогетитаибокситавприсутствиикальцийсодержащейдобавки / А.Н. Федяев, А.Г. Сусс, Е.А. Власовидр. // ИзвестияСанкт-Петербургскогогосударственноготех?
нологическогоинститута. 2010. № 9(35). С. 25-29. edyaev A.N., Suss A.G., Vlasov E.A. et al. Extraction of alumina from aluminogoethite and bauxite in the presence of a calciumcontaining additive. Izvestiya St.-Petersburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo instituta. 20109;(35):25-29. (In Russ.).
11. Исследованиепроцессаспеканиянизкотитановогошлакассодой / М.А. Найманбаев, Н.Г. Лохова, А.Е. Абишеваидр. // Изв. вузов. Цвет. металлургия. 2017. № 4. С. 12–20. DOI: 10.17073/0021-3438-2017-4-12-20.
Naimanbaev M.A., Lokhova N.G., Abisheva A.E. et al. Study of the sintering process of low-titanium slag with soda. Izvestiya vuzov. Tsvetnaya metallurgiya. 2017;(4):12-20. (In Russ.). DOI: 10.17073/0021-3438-2017-4-12-20.
12. ИмидеевВ.А., БербеневА.О., АлександровП.В. Комбинированныйспособпереработкиолибденитовыхконцентратовнаосновеобжигаскарбонатомнатрия // ТрудыКольскогонаучногоцентраРАН. Химияиматериаловедение. 2021. Вып. 5. Т. 11. № 2. С. 111-113. DOI: 10.37614/2307-5252.2021.2.5.022.
Imideev V.A., Berbenev A.O., Aleksandrov P.V. A combined method for processing molybdenite concentrates based on roasting with sodium carbonate. Trudy Kolskogo nauchnogo tsentra RAN. Khimiya i materialovedenie.
2021;5(11-2):111-113. (In Russ.). DOI: 10.37614/2307-5252.2021.2.5.022.
13. Извлечение ценных компонентов из золошлаковых отходов тепловых электрических станций / Э.Р. Зверева, В.П. Плотникова, Ф.И. Бурганова и др. // Вестник КГЭУ. 2020. № 2(46). С. 3-12. Zvereva E.R., Plotnikova V.P., Burganova F.I. et al. Extraction of valuable components from ash and slag waste of thermal power plants. Vestnik KSEU. 2020;2(46):3-12. (InRuss.).
14. Лавриненко А.А., Кунилова И.В., Гольберг Г.Ю. Влияние низкотемпературного обжига золы от сжигания углей с щелочными реагентами на эффективность извлечения ценных компонентов
// Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2023. № 10. С. 104-121. DOI: 10.25018/0236-1493-2023-10-0-104. Lavrinenko A.A., Kunilova I.V., Golberg G.Yu. The influence of lowtemperature roasting of ash from burning coal with alkaline reagents on the efficiency of extracting valuable components. Gornyj informatsionno-analiticheskij byulleten. 2023;(10):104-121. (In Russ.). DOI: 10.25018/0236-1493-2023-10-0-104.
Поддержка
ИсследованиевыполненоприфинансовойподдержкеМинобрнаукиРоссии (Соглашение № 075-15-2022-1194).
Для цитирования
Черкасова Т.Г., Баранцев Д.А., Иванов А.И. Оценка возможности вскрытия отходов углеобогащения спеканием с карбонатом натрия // Уголь. 2024;(4):36-39. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-4-36-39.
Информация о статье
Поступила в редакцию: 25.02.2024
Поступила после рецензирования: 28.02.2024
Принята к публикации: 26.03.2024
