Процесс Байера: Производство глинозема из бокситов и проблема красного шлама.
Bayer process
Процесс Байера: промышленная очистка бокситов для получения глинозема (оксида алюминия). Ключевые этапы, побочный продукт – галлий, отходы – красный шлам.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Промышленные способы переработки бокситов для получения глинозема
Процесс Байера — основной промышленный способ переработки бокситов для получения глинозема (оксида алюминия) и был разработан Карлом Йозефом Байером. Бокситы, наиболее важное сырье для производства алюминия, содержат лишь 30–60% оксида алюминия (Al2O3), остальное — смесь кремнезема, различных оксидов железа и диоксида титана. Оксид алюминия должен быть дополнительно очищен перед его переработкой в алюминий. Процесс Байера также является основным источником галлия как побочного продукта, несмотря на низкие показатели извлечения.
Industrial means of refining bauxite to produce alumina
The Bayer process is the principal industrial means of refining bauxite to produce alumina (aluminium oxide) and was developed by Carl Josef Bayer. Bauxite, the most important ore of aluminium, contains only 30–60% aluminium oxide (Al2O3), the rest being a mixture of silica, various iron oxides, and titanium dioxide. The aluminium oxide must be further purified before it can be refined into aluminium. The Bayer process is also the main source of gallium as a byproduct despite low extraction yields.
Отходы
Красный шлам – это отход производства, образующийся при переработке бокситов гидроксидом натрия. Он содержит большое количество кальция и гидроксида натрия, имеет сложный химический состав и, следовательно, является сильнощелочным и потенциальным источником загрязнения. Объемы образующегося красного шлама значительны, что побуждает ученых и предприятия к поиску способов его использования. Он рассматривается как возможный источник ванадия. Из-за низкого выхода извлечения большая часть галлия попадает в оксид алюминия в виде примеси и в красный шлам. Красный шлам применяется в производстве керамики. Высушенный красный шлам представляет собой мелкий порошок, содержащий железо, алюминий, кальций и натрий. Он представляет опасность для здоровья, когда некоторые предприятия используют эти отходы для производства оксидов алюминия. В Соединенных Штатах отходы хранятся в крупных накопителях – резервуарах, созданных с помощью дамб. Эти накопители обычно облицованы глиной или синтетическими материалами. В США не допускается использование красного шлама из-за опасности для окружающей среды. Агентство по охране окружающей среды выявило высокое содержание мышьяка и хрома в некоторых образцах красного шлама.
Red mud is the waste product that is produced in the digestion of bauxite with sodium hydroxide. It has high calcium and sodium hydroxide content with a complex chemical composition, and accordingly is very caustic and a potential source of pollution. The amount of red mud produced is considerable, and this has led scientists and refiners to seek uses for it. It has received attention as a possible source of vanadium. Due to the low extraction yield much of the gallium ends up in the aluminium oxide as an impurity and in the red mud. One use of red mud is in ceramic production. Red mud dries into a fine powder that contains iron, aluminium, calcium and sodium. It becomes a health risk when some plants use the waste to produce aluminium oxides. In the United States, the waste is disposed in large impoundments, a sort of reservoir created by a dam. The impoundments are typically lined with clay or synthetic liners. The US does not approve of the use of the waste due to the danger it poses to the environment. The EPA identified high levels of arsenic and chromium in some red mud samples.
Авария на Аджкинском заводе по производству алюминиевой глины
4 октября 2010 года на заводе по производству глинозема в Айке (Венгрия) произошел обвал западной плотины хранилища красного шлама. Хранилище было заполнено 700 000 м³ смеси красного шлама и воды с pH 12. Эта смесь вылилась в долину реки Торна, затопив части города Девечер и деревень Колонтар и Сомловашархели. В результате инцидента погибло 10 человек, более ста получили ранения, а также произошло загрязнение озер и рек.
On October 4, 2010, the Ajka alumina plant in Hungary had an incident where the western dam of its red mud reservoir collapsed. The reservoir was filled with 700,000 m3 of a mixture of red mud and water with a pH of 12. The mixture was released into the valley of Torna river and flooded parts of the city of Devecser and the villages of Kolontár and Somlóvásárhely. The incident resulted in 10 deaths, more than a hundred injuries, and contamination in lakes and rivers.
История
В 1859 году Анри Этьен Сент-Клер Девилль во Франции разработал метод получения оксида алюминия (алюмина) путем нагрева боксита в карбонате натрия, Na2CO3, при 1200 °C, выщелачивания образовавшегося алюмината натрия водой, а затем осаждения гидроксида алюминия диоксидом углерода, CO2, который затем фильтровался и сушился. Этот процесс известен как процесс Девилла. В 1886 году был изобретен электролитический процесс Холла — Эру, а в 1887 году — процесс цианирования. Процесс Байера был изобретен в 1888 году Карлом Йозефом Байером. Сегодня этот процесс производит почти весь мировой объем алюмина как промежуточный этап в производстве алюминия.
In 1859, Henri Étienne Sainte Claire Deville in France developed a method for making alumina by heating bauxite in sodium carbonate, Na2CO3, at 1200 °C, leaching the sodium aluminate formed with water, then precipitating aluminium hydroxide by carbon dioxide, CO2, which was then filtered and dried. This process is known as the Deville process. In 1886, the Hall–Héroult electrolytic aluminium process was invented, and the cyanidation process was invented in 1887. The Bayer process was invented in 1888 by Carl Josef Bayer. Today, the process produces nearly all the world's alumina supply as an intermediate step in aluminium production.