CC BY
158
Оригинальная статья
УДК 546.05:546.264:661.183.3 © Н.К. Досмухамедов, В.А. Каплан, Г.С. Даруеш, 2020
Инновационная технология комплексной переработки золы от сжигания угля
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-12-58-63
ДОСМУХАМЕДОВ Н.К.
Канд. техн. наук, профессор, ассоциированный профессор Satbayev University,
050013, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: nurdos@bk.ru
КАПЛАН В.А.
Канд. техн. наук, научный консультант Научного института им. Вейцмана, 7610001, г. Ришон-ле-Цион, Израиль, e-mail: valery.kaplan@weizmann.ac.il
ДАРУЕШ Г.С.
Магистр техн. наук, докторант Satbayev University,
050013, г. Алматы, Республика Казахстан, e-mail: nurdos@bk.ru
Термодинамические расчеты показали, что в области исследованных температур (700-1150 °С) наиболее вероятно образование геленита. Результатами технологических расчетов установлено, что для полного перехода алюминия в форму геленита необходимо добавление 125 кг хлористого кальция на 100 кг золы, а для полного перехода алюминия в форму анортита - 85 кг хлористого кальция на 100 кг золы. При дальнейшем выщелачивании спека соляной кислотой алюминий вместе с другими элементами легко переходит в раствор в виде своего хлорида. При этом оксид кремния выпадает в осадок, что дает возможность выделения чистого кремнезема высокого качества уже на начальной стадии технологии. Установлена возможность получения оксида алюминия особого сорта - Tabular Alumina с большим размером кристаллов, используемого для производства особо важных и специальных сортов керамики. Технология позволяет получать железный пигмент и концентрат РЗЭ в виде товарных продуктов. Сравнительный анализ показателей новой технологии с известными способами получения глинозема Байер спекания и спекания с содой показывает существенное ее превосходство для расширения ассортимента товарных продуктов из золы с высокой добавленной стоимостью.
Ключевые слова: муллит, алюминий, оксид кремния, обжиг, спек, выщелачивание, хлорид алюминия, пигмент железа, концентрат цветных металлов.
Развитие производства электроэнергии и переработка отходов ТЭЦ, в частности золы от сжигания углей, отнесены к одному из главных государственных приоритетов Казахстана. Актуальность и значимость данной проблемы усиливаются с фактом признания, что техногенные отходы ТЭЦ не перерабатываются, текущие отходы золы накапливаются и занимают огромные площади, что выводит их из землепользования. В связи с отсутствием рациональной технологии переработки золы многие ценные, технологически возвращаемые металлы безвозвратно теряются. В настоящей работе изложены ключевые аспекты отработанной в полупромышленном масштабе технологии комплексной переработки золы от сжигания углей, позволяющей селективно извлекать ценные металлы в товарные продукты. Предварительный обжиг золы в присутствии хлорида кальция позволяет разложить устойчивый муллит с образованием гелени-та (2Са0-А12036Ю2) или анортита (Са0-А20323Ю2). Образование растворимых соединений (геленит, анортит) зависит от количества подаваемого в процесс хлорида кальция.
Для цитирования: Досмухамедов Н.К., Каплан В.А., Даруеш Г.С. Инновационная технология комплексной переработки золы от сжигания угля // Уголь. 2020. № 1. С. 58-63. 001: 10.18796/0041-5790-2020-1-58-63.
ВВЕДЕНИЕ
Угольные электростанции ежегодно производят большие объемы золы и других побочных продуктов сгорания угля. Хотя почти 50% летучей золы утилизируется в различных областях хозяйства, большая часть зольного материала расположена на сухих полигонах и зольных лагунах. Зола содержит опасные выщелачиваемые микроэлементы, такие как As, В, Сг, Мо, №, Se, Sr и V, которые оказывают отрицательное влияние на окружающую среду из-за потенциального выщелачивания кислотными дождями и грунтовыми водами [1].
Объемы ежегодного выхода золы в развитых странах составляют (млн т): Индия - 112, Китай - 100, США - 75, Германия - 40 и Великобритания - 15 [2].
В Российской Федерации действует более 170 тепловых электростанций (ТЭЦ) на угольном топливе, в которых сжигается ежегодно 650 млн т угля с образованием 300 млн т золы и шлаков. Хранение золошлаковых отходов представляет серьезную экологическую и экономическую проблему. Под хранение золошлаковых отходов ТЭЦ в России отчуждено более 20 тыс. км2 земельных участков, на которых находится 1,3-1,5 мл рд т этих техногенных отходов [3].
Особую актуальность проблема накопления и хранения золы представляет для Казахстана, где развитие производства электроэнергии и переработка отходов ТЭС относятся к одному из главных государственных приоритетов. Общий выход золы от сжигания углей в республике составляет ~19 млн т в год. На сегодняшний день, количество золы, накопленной в отвалах, - более 300 млн т [4].
Зола угольных теплоэлектростанций является потенциальным сырьем для производства строительных материалов, таких как смешанный цемент, кирпичи из летучей золы, мозаичная плитка и пустотелые блоки. Она также может использоваться для мощения дорог, строительства насыпей и засыпки шахт [5].
Понимание физико-химических свойств и вещественного состава золы имеет большое значение, так как эти свойства определяют выбор и обоснование последующего ее использования и утилизации. Конкретные свойства зависят от типа используемого угля, условий сгорания, а также и от других факторов. Физически зола представляет собой мелкие частицы со средним размером 20 мкм с объемной плотностью 0,54-0,86 г/см3 и удельной поверхностью 0,3-0,5 м2/г. По структуре зола угольных тепловых электростанций представлена тонкодисперсными частицами сферической формы аморфного вещества, образующегося в результате высокотемпературного пылевидного сжигания твердого органического топлива [6]. Химический состав золы представлен оксидами SiO2, А1203, Ре2О3, СаО с незначительными примесями МдО и щелочей №2О и ^О, серы, частичками карбидов металлов и кокса, а также несгоревшими частичками угля. Как правило, зола содержит, % масс.: SiO2 - 50-58; А1203 - 18-25; Ре2О3 - 11-17; £,0 - 2,3-4,1; №20 - 0,5-1,35; ТЮ2 - 0,9-1,1; СаО - 1,5-3,7; МдО - 1,7-3,1; Р2О5 - 0,09-1,7; S - 0,6-0,5; С1 - 0,01-0,11. Та к-же в золах присутствуют редкие и рассеянные элементы, г/т: Sr - 110; Zr - 2,3; Nb - 7; Са - 9; Мо - 8,7; V - 53; У - 14; Ей - 0,68; 1_а - 19; Рг - 7; Sm -15 [7].
Для некоторых редких элементов их концентрация в золах достигает 2-10-кратного значения по отношению к осадочным породам, а содержание их в золах выше, чем в рудах цветных металлов. Обогащение углей германием, скандием, иттрием и рядом других элементов - явление глобальное, что предопределяет использование золы в качестве нетрадиционного источника сырья для редких и редкоземельных элементов [8, 9].
Гигантские по масштабам количества золы от сгорания угля следует рассматривать как самостоятельные комплексные промышленные рудные месторождения РЗЭ, редких и многих других металлов. Они выгодно отличаются от обычных месторождений полезных ископаемых тем, что находятся не в недрах Земли, а уже на поверхности и не требуют расходов на добычу и извлечение сырья из недр [10].
В настоящей работе представлены результаты комплексной технологии переработки золы с селективным извлечением металлов в целевые товарные продукты.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В работе использованы современные физико-химические методы исследования и прецизионные методы исследования микроструктуры получаемых продуктов.
Методология научных исследований базируется на разработках в области исследования термодинамики и кинетики фазовых равновесий многокомпонентных систем: твердое - жидкость; твердое - газ.
Элементный анализ материалов проведен с использованием атомно-абсорбционной спектрофотометрии Perkin Elmer 5100, оборудованной графитовой камерой сжигания и рентгенофлуоресцентного анализа (Xcalibur XRF Ltd, USA).
Фазовый состав исследован с помощью рентгеновского дифрактометра Rigaku, Ultima III diffractometer (Rigaku Corporation, USA).
Электронная микроскопия образцов проведена с использованием микроскопа высокого разрешения Leo-Supra (Carl Zeiss AG, Germany).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Химический состав золы, получаемой после сжигания углей на ТЭЦ и ГРЭС Казахстана, представлен в табл. 1.
Как следует из табл. 1, основными фазами, присутствующими в золах, являются кварц и оксид алюминия. С целью рационального использования золы предлагается организация отдельной ее переработки с получением кондиционных товарных продуктов - чистых оксидов алюминия и кремния. Алюминий присутствует в золе в основном в форме муллита [11], который является очень устойчивым соединением. Для извлечения алюминия из золы решение задачи сводилось к разложению муллита и дальнейшему переводу алюминия в растворимые соединения.
Технология включает осуществление двух взаимоувязанных стадий:
• первая стадия - спекание шихты (зола + хлористый кальций) в трубчатой печи с дальнейшим выщелачиванием спека соляной кислотой (HCl) с получением твердого оксида кремния и раствора хлоридов металлов, содержащих AlCl3. Полученный оксид кремния после промыв-
Таблица 1
Химический состав золы ТЭЦ и ГРЭС РК
НазваниеТЭЦ, ГРЭС Содержание, % масс.
SiO2 Al2O3 Fe O 2 3 CaO MgO TiO2 K2O Na2O
Семипалатинская ТЭЦ (Кузнецкий уголь) 55,3 17,3 3,2 3,03 1,86 1,4 1,86 0,72
Усть-Каменогорская ТЭЦ (Кузнецкий уголь) 56,9 18,8 3,2 3,59 2,12 1,44 2,6 0,8
Экибастузская ГРЭС-1 (Экибастузский уголь) 52,3 25,7 5,26 1,53 0,4 - 0,03 0,6
ки, сушки является товарной продукцией и может быть либо реализован, либо отправлен по назначению до получения чистого кремния. Содержание кремния в полученном оксиде составляет 99,9%;
• вторая стадия - селективное извлечение алюминия из хлористых растворов металлов в виде оксида алюминия, железа в виде железного пигмента и получение товарного продукта, содержащего редкоземельные металлы (РЗМ).
Общая технологическая схема комплексной переработки золы показана на рис. 1.
Первая стадия включает проведение операций «спекание-выщелачивание». Спекание исходной шихты проводится в трубчатой вращающейся печи. Шихта готовится путем простого перемешивания исходной золы с заданным расходом хлористого кальция (СаС12). При температуре 1000-1100°С хлористый кальций, вступая во взаимодействие с муллитом, полностью разрушает его с образованием геленита (2Са0-А12036Ю2) или анортита (Са0-А1203^Ю2) в зависимости от количества подаваемого хлористого кальция.
Термодинамические расчеты показали, что в области исследованных температур (700-1150 °С) наиболее вероятно образование геленита. Присутствие паров воды несколько повышает термодинамическую вероятность протекания реакций разложения муллита (рис. 2).
Результатами технологических расчетов установлено, что для полного перехода алюминия в форму геленита необходимо добавление 125 кг хлористого кальция на 100 кг золы, а для полного перехода алюминия в форму анортита - 85 кг хлористого кальция на 100 кг золы (рис. 3).
При спекании с невысокими газовыми нагрузками пыле-унос минимальный: ~0,5% от веса загружаемой шихты. Образующиеся возгоны улавливаются в рукавных фильтрах. Полученный спек (клинкер) направляется на дальнейшее выщелачивание соляной кислотой (HCl). Оптимальные технологические параметры и режимы выщелачивания спе-ка - расход HCl, температура и продолжительность подбираются в результате экспериментальных исследований.
вторая стадия. После выщелачивания получается хлористый раствор железа, алюминия и др. При этом оксид кремнезема выпадает в осадок. После отделения осадка фильтрованием и его рекристаллизации при температуре 130оС получается чистый товарный оксид кремнезема. Химический состав и физические свойства полученного чистого кремнезема представлены в табл. 2.
После отделения кремнезема раствор, содержащий хлориды алюминия, железа, кальция, титана и РЗМ, направляется на селективное осаждение хлористого алюминия
Сушка Спекание
I
" Выщелачивание
Фильтрация
ж" ^
Раствор Осадок SiO2
AlCl3 кристаллизация
Фильтрация V
AlCl3 кристаллы Раств°р
Промывка
ч
Сушка
нс1
НС1 отгонка
_/
Кремнезем
Разложение
Грануляция
Высокотемпературный обжиг
Tabular Alumina (Специальный ALOJ
Выделение редких металлов
^ Редкие металлы
Осаждение металлов
\ \
Ре пигмент СаС12 раствор
Глинозем I-
Рис. 1. Технологическая схема комплексной переработки золы Fig. 1. Technological scheme of integrated ash processing
Температура, градусы Цельсия
Рис. 2. Изменение энергии Гиббса образования геленита и анортита в зависимости от температуры для реакций:
1 - CaCl2 + Al2O3 ■ SiO2 + SiO2 + 0,5 O2(g) = CaAl2Si2Os + Cl2(g);
2 - CaCl2 + Al2O3 ■ SiO2 + SiO2 + H2O(g) = CaAl2Si2O8 + 2HCl(g);
3 - CaCl2 + 0,5 Al2O3 ■ SiO2 + 0,5 O2(g) = 0,5 Ca2Al2SiO7 + Cl2(g);
4 - CaCl2 + 0,5 Al2O3 ■ SiO2 + H2O (g) = 0,5 Cafil2SiO7 + 2HCl (g) Fig. 2. Change of Gibbs energy of gelenite and anorthite formation depending on the temperature for the reactions:
1 - CaCl2 + Al2O3 ■ SiO2 + SiO2 + 0,5 O2(g) = CaAl2Si2O8 + Cl2(g);
2 - CaCl2 + Al2O3 s SiO2 + SiO2 + H2O(g) = CaAl2Si2O8 + 2HCl(g);
3 - CaCl2 + 0,5 Al2O3 ■ SiO2 + 0,5 O2(g) = 0,5 Ca2Al2SiO7 + Cl2(g);
4 - CaCl2 + 0,5 Al2O3 ■ SiO2 + H2O (g) = 0,5 Ca/l^iO, + 2HCl (g)
Количество алюминия, перешедшего в клинкер в форме геленита, % от общего количества
Рис. 3. Зависимость количества алюминия, переходящего в спек (клинкер) в форме геленита, от количества CaCl2 Fig. 3. The dependence of the amount of aluminum rolling in the cinder (clinker) in the form of gelenit on the amount of CaCl2
из раствора путем барботажа газообразным хлористым водородом. При повышении концентрации хлористого водорода в растворе растворимость хлористого алюминия в нем будет снижаться [12, 13]. В результате кристаллогидрат хлористого алюминия (AlCl3-6H2O) будет выпадать в осадок. Далее путем термического его разложения при заданной температуре выделяются аморфный оксид алюминия fy-Alp^ и газообразный HCl, который возвращается на операции выщелачивания и кристаллизации AlCl3-6H2O из раствора.
Растворы хлористого кальция после отгонки газообразного HCl направляются на выделение из них РЗМ и железа, после чего в виде раствора хлористого кальция направляются на спекание исходной золы.
Для получения оксида алюминия особого сорта Tabular Alumina чистый аморфный оксид алюминия подвергался дополнительному высокотемпературному обжигу. Результаты опытов показали принципиальную возможность получения особого сорта глинозема (Tabular Alumina) с большим размером кристаллов 50-400 цм (микрометр), глинозема á-Alp^ который используется в производстве особо важных и специальных сортов керамики.
Таблица 2
Химический состав и физические свойства чистого кремнезема
Компоненты, параметры Значения
SiO2, % >99
А1203, % 0,1-0,2
СаО, % 0,1-0,2
Ре203, % 0,03-0,05
тю2, % 0,4-0,5
№20, % 0,15-0,25
Удельная поверхность, БЭТ, м2/г 150-170
Степень белизны, % 92-95
Насыщение маслом, г. масла/100 г. кремнезема 150-170
Таблица 3
Химический состав и физические свойства оксида алюминия особого сорта Tabular Alumina
Компоненты, параметры Значения
А1203, % 99,9
SiO2, % 0,10-0,15
СаО, % 0,15-0,02
Ре2О3, % 0,010-0,015
№2О, % 0,03-0,04
Удельная поверхность, БЭТ, м2/г 2-10
Размер кристаллов, цм 50-400
а-А12О3, % > 95
Рис. 4. Фотографии микроструктуры обычного оксида алюминия и сорта Tabular Alumina, х500: а - микроструктура обычного оксида алюминия; б - микроструктура Tabular Alumina Fig. 4. Photos of the microstructure of ordinary aluminum oxide and Tabular Alumina varieties, x500: а - microstructure of ordinary aluminum oxide; b - Tabular Alumina microstructure
Таблица 4
Сравнительный анализ технологических показателей новой технологии с технологией Байер-спекания и спекания с содой
Показатели Процесс Байера (выщелачивание с NaOH) Процесс спекания с Na^ Новая технология
Исходный материал Боксит Боксит Отходы - угольная зола
Основной реагент NaOH Na2CO3 HCl
Промежуточный материал Al(OH)3 Na2O-Al2O3 AlCl3- 6H2O
Содержание натрия 0,2-0,4 0,2-0,4 < 0,03
в полученном глиноземе, %
Сопутствующие Нет Нет Чистый кремнезем,
извлекаемые продукты оксиды железа, РЗМ
Из фотографий микроструктуры обычного и особо чистого сорта оксида алюминия, представленных на рис. А, следует, что в особых сортах оксида алюминия (Tabular Alumina) практически отсутствует открытая пористость (см. рис. А, б).
Кристаллы Tabular Alumina имеют значительно больший размер, и в них полностью отсутствуют мелкие кристаллы. Химический состав и физические свойства оксида алюминия особого сорта Tabular Alumina представлены в табл. 3.
Из сравнительного анализа технологических показателей разработанной технологии с показателями технологии Байер-спекания и спекания с содой, представленных в табл. А, следуют ее принципиальные преимущества перед широко распространенными известными способами.
Полученные положительные результаты представляют экспериментальную основу технологической концепции комплексной переработки золы и перспективность выбранной технологии.
ВЫВОДЫ
1. Разработана технология комплексной переработки золы от сжигания углей и представлена принципиальная возможность ее осуществления для селективного извлечения ценных металлов в товарные продукты.
2. Применение обжига золы в присутствии хлорида кальция позволяет разложить устойчивый муллит и перевести алюминий в растворимое соединение - хлорид алюминия. Установлено, что на первой стадии технологии создаются благоприятные условия для получения чистого кремнезема высокого качества.
3. Установлена возможность получения оксида алюминия особого сорта - Tabular Alumina с большим размером кристаллов, используемого для производства особо важных и специальных сортов керамики.
4. Представлена возможность получения железного пигмента и извлечения РЗЭ в виде концентрата.
5. Сравнительный анализ показателей новой технологии с известными способами Байер-спекания и спекания с содой доказывает существенное ее превосходство для расширения ассортимента товарных продуктов из золы с высокой добавленной стоимостью.
Список литературы
1. Distributions and Extraction of Rare Earth Elements from Coal and Coal By-Products / E. Roth, M. Macala, R. Lin et al.
/ 2017 World of Coal Ash Conference in Lexington, 2017, May 9-11.
2. Dwivedi А., Kumar J.M. Fly ash - waste management and overview: A Review // Recent Research in Science and Technology. 2014. Vol. 6(1). Р. 30-35.
3. Угольные отходы как сырье для получения редких и рассеянных элементов / Т.Г. Черкасова, Е.В. Черкасова, А.В. Тихомирова и др. // Вестник КузГТУ. 2016. № 6. С. 185-189.
4. Ахмедьянов А.У., Киргизбаева К.Ж., Туреханова Г.И. Вторичная переработка отходов (золошлаков) промышленных предприятий // Технические науки. Горное дело. 2018. № 10.
5. Patil S.V., Nawle S.C., Kulkarni S.J. Industrial Applications of Fly ash: A Review // International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR). 2013. Vol. 2(9). Р. 1663-1669.
6. Stoch A. Fly ash from coal combustion - characterization, in Thesis to obtain the Master of Science Degree in Energy Engineering and Management. Portugal: 1ST Instituto Superior Técnico Lisbon, 2015.
7. A comprehensive review on the applications of coal fly ash / Z.T. Yao, X.S. Ji, P.K. Sarker et al. // Earth-Science Reviews. 2015. Vol. 141. Р. 105-121.
8. Золы природных углей - нетрадиционный сырьевой источник редких элементов / Г.Л. Пашкова, С.В. Сайкова, В.И. Кузьмин и др. // Журнал Сибирского федерального университета. Техника и Технологии. 2012. № 5. С. 520-530.
9. Максимова А.М. Извлечение редких и редкоземельных металлов из техногенных объектов как путь к рациональному освоению недр // Интернет-журнал «Науковедение». 2016. № 8(5). С. 1-11.
10. Скурский М.Д. Прогноз редкоземельно-редко-металльно-нефтегазоугольных месторождений в Кузбассе // ТЭК и ресурсы Кузбасса. 2004. № 2(15). С. 24-30.
11. Ward C.R., French D. Relation between Coal and Fly Ash Mineralogy / Based on Quantitative X-Ray Diffraction Methods, in World of Coal Ash 2005: Lexington, Kentucky, USA.
12. Separating NaCl and AlCl3-6H2O Crystals from Acidic Solution Assisted by the Non-Equilibrium Phase Diagram of AlCl3-NaCl-H2O(HCl) Salt-Water System at 353.15 K / H. Cheng, J. Zhang , H. Lv et al. // Crystals. 2017. Vol. 7(244). Р. 1-8.
13. AlCl3-6H2O recovery from the acid leaching liquor of coal gangue byusing concentrated hydrochloric inpouring / Y. Guo, H. Lv., X. Yang, E. Cheng // Separation and Purification Technology. 2015. Vol. 151. Р. 177-183.
MINERALS RESOURCES
Original Paper
UDC 546.05:546.264:661.183.3 © N.K. Dosmukhamedov, V.A. Kaplan, G.S. Daruesh, 2020
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, № 1, pp. 58-63
DOI: http://dx.doi.org/! 0.18796/0041 -5790-2020-1-58-63
Title
innovative technology of integrated processing of ash from coal combustion
Authors
Dosmukhamedov N.K.1, Kaplan V.A.2, Daruesh G.S.1 ' Satbayev university, Almaty, 050013, Republic of Kazakhstan 2 Weizmann Institute of Science, Rehovot, 7610001, Israel
Authors' Information
Dosmukhamedov N.K., PhD (Engineering), Associate Professor, e-mail: nurdos@bk.ru
Kaplan V.A., PhD (Engineering), scientific consultant, e-mail: valery.kaplan@weizmann.ac.il Daruesh G.S., Master of Engineering Science, doctorate, e-mail: nurdos@bk.ru
Abstract
The development of power generation and recycling of waste from CHP plants, in particular coal combustion ash, is one of the main state priorities of Kazakhstan. The urgency and significance of this problem are amplified with the fact that it acknowledges that technogenic waste from CHP plants are not recycled, current waste ash accumulates and occupies huge areas, which removes them from land use. Due to the lack of rational ash processing technology, many valuable, technologically recoverable precious metals are irretrievably lost.
This paper outlines the key aspects of a semi-industrial scale waste technology for the complex processing of ash from coal combustion, which allows for the selective extraction of valuable metals into commercial products. It was shown that the preliminary calcination of ash in the presence of calcium chloride allows decomposing stable mullite with the formation of gelenite (2CaO-Al2O3-SiO2) or anorthite (CaO-Al2O3-2SiO2). The formation of soluble compounds (gelenite, anortite) depends on the amount of calcium chloride fed to the process. Thermodynamic calculations showed that in the region of temperatures studied (700-1150 °C) the formation of gelenite is most likely. The results of technological calculations have established that for a complete transition of aluminum into the form of gelenite, it is necessary to add 125 kg of calcium chloride per 100 kg of ash, and for a complete transition of aluminum into the form of anorthite - 85 kg of calcium chloride per 100 kg of ash.
With further leaching of the cake with hydrochloric acid, aluminum, together with other elements, easily goes into solution in the form of its chloride. In this case, silicon oxide precipitates, which makes it possible to separate high quality silica already at the initial stage of the technology. The possibility of obtaining a special-grade aluminum oxide, Tabular Alumina with a large crystal size, used for the production of especially important and special ceramics, has been established. The technology allows to obtain iron pigment and rare earth elements concentrate in the form of commercial products.
A comparative analysis of the indicators of the new technology with known methods for producing alumina Bayer sintering and sintering with soda shows its significant superiority for expanding the range of commercial products from high-value-added ash.
Keywords
Mullite, Aluminum, Silicon oxide, Roasting, Spec, Leaching, Aluminum chloride, Iron pigment, Rare earth elements concentrate.
References
1. Roth E., Macala M., Lin R. et al. Distributions and Extraction of Rare Earth Elements from Coal and Coal By-Products. 2017 World of Coal Ash Conference in Lexington, 2017, May 9-11.
2. Dwivedi A. & Kumar J.M. Fly ash - waste management and overview: A Review. Recent Research in Science and Technology, 2014, Vol. 6(1), pp. 30-35.
3. Cherkasova T.G., Cherkasova Ye.V., Tikhomirova A.V. et al. Ugol'nyye otkhody kak syr'ye dlya polucheniya redkikh i rasseyannykh elementov [Coal wastes as raw materials for rare and dispersed elements]. Vestnik KuzGTU, 2016, No. 6, pp. 185-189. (In Russ.).
4. Akhmedyanov A.U., Kirgizbayeva K.Zh., Turekhanova G.I. Vtorichnaya pererabotka otkhodov (zoloshlakov) promyshlennykh predpriyatiy [Recycling of waste (ash and slag) of industrial enterprises]. Tekhnicheskiye nauki. Gornoye delo - Technical science. Mining, 2018, No. 10. (In Russ.).
5. Patil S.V., Nawle S.C. & Kulkarni S.J. Industrial Applications of Fly ash: A Review. International Journal of Science, Engineering and Technology Research (IJSETR), 2013, Vol. 2(9), pp. 1669-1663.
6. Stoch A. Fly ash from coal combustion - characterization, in Thesis to obtain the Master of Science Degree in Energy Engineering and Management. Portugal, IST Instituto Superior Técnico Lisbon, 2015.
7. Yao Z.T., Ji X.S., Sarker P.K. et al. A comprehensive review on the applications of coal fly ash. Earth-Science Reviews, 2015, Vol. 141, pp. 105-121.
8. Pashkova G.L., Saykova S.V., Kuzmin V.I. et al. Zoly prirodnykh ugley -netraditsionnyy syr'yevoy istochnik redkikh elementov [Ashes of natural coals - an unconventional raw material source of rare elements]. Zhurnal Sibirskogo Federalnogo universiteta. Tekhnika i Tekhnologii - Journal of the Siberian Federal University. Technics and Techology, 2012, No. 5, pp. 520-530. (In Russ.).
9. Maksimova A.M. Izvlecheniye redkikh i redkozemel'nykh metallov iz tekhnogennykh ob'yektov kak put' k ratsional'nomu osvoyeniyu nedr [Extraction of rare and rare-earth metals from technogenic objects as a way to rational development of mineral resources]. Internet-zhurnal "Naukovedeni-ye"- Internet journal "Science of Science", 2016, No. 8 (5), pp. 1-11. (In Russ.).
10. Skurskiy M.D. Prognoz redkozemel'no-redkometall'no-nefte-gazougol'nykh mestorozhdeniy v Kuzbasse [Forecast of rare-earth-rare-metal-oil and gas-coal deposits in Kuzbass]. TEKi resursy Kuzbassa - Fuel and Energy Complex and Kuzbass Resources, 2004, No. 2 (15), pp. 24-30. (In Russ.).
11. Ward C.R. & French D. Relation between Coal and Fly Ash Mineralogy. Based on Quantitative X-Ray Diffraction Methods, in World of Coal Ash 2005: Lexington, Kentucky, USA.
12. Cheng H., Zhang J., Lv H. et al. Separating NaCl and AlCl3-6H2O Crystals from Acidic Solution Assisted by the Non-Equilibrium Phase Diagram of AlCl3-NaCl-H2O(HCl) Salt-Water System at 353.15 K. Crystals, 2017, Vol. 7 (244), pp. 1-8.
13. Guo Y., Lv. H., Yang X. & Cheng E. AlCl3-6H2O recovery from the acid leaching liquor of coal gangue byusing concentrated hydrochloric inpour-ing. Separation and Purification Technology, 2015, Vol. 151, pp. 177-183.
For citation
Dosmukhamedov N.K., Kaplan V.A. & Daruesh G.S. Innovative technology of integrated processing of ash from coal combustion. Ugol' - Russian Coal Journal, 2020, No. 1, pp. 58-63. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-20201-58-63.
Paper info
Received August 4,2019 Reviewed October 12,2019 Accepted December 2,2019
