Научная статья на тему 'Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы'

Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
1390
206
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Ключевые слова
СУЛЬФАТ НАТРИЯ / МИРАБИЛИТ / СОДОБИКАРБОНАТНАЯ ГАЗООЧИСТКА / ЭЛЕКТРОЛИЗ АЛЮМИНИЯ / SODIUM SULFATE / MIRABILITE / SODIUM BICARBONATE GAS PURIFICATION / ELECTROLYSIS OF ALUMINUM

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Ржечицкий Эдвард Петрович, Кондратьев Виктор Викторович, Шахрай Сергей Георгиевич

Выполнен ряд теоретических и технологических исследований по балансу распределения соединений серы в процессе производства алюминия и по растворимостям в системе Na2SO4 NaHCO3 Na2CO3 NaF (0,5%) H2O. Показано, что осаждение сульфата натрия на шламовых полях экономически и экологически нецелесообразно. Наиболее оптимальным способом удаления сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки является его кристаллизация на установках с использованием естественного и искусственного холода. Обоснована экологическая и экономическая эффективность строительства установок вывода сульфата натрия.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Ржечицкий Эдвард Петрович, Кондратьев Виктор Викторович, Шахрай Сергей Георгиевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

SODIUM SULFATE IN ALUMINUM PRODUCTION: PROBLEMS AND PROSPECTS

A series of theoretical and technological researches by the distribution balance of sulfur compounds during the production of aluminum and by solubilities in the system Na2SO4 NaHCO3 Na2CO3 NaF (0,5%) H2O is performed. It is shown that the deposition of sodium sulfate on sludge fields is economically and environmentally unpractical. The best way to remove sodium sulfate from gas purification spent liquors is its crystallization on plants with the use of natural and artificial cold. The environmental and economic efficiency of construction of plants for sodium sulfate withdrawal is justified.

Текст научной работы на тему «Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы»

УДК 669.712.17

СУЛЬФАТ НАТРИЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АЛЮМИНИЯ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

Э.П.Ржечицкий1, В.В.Кондратьев2, С.Г.Шахрай3

1,2Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83. 3Сибирский федеральный университет, 660041, г. Красноярск, проспект Свободный,79.

Выполнен ряд теоретических и технологических исследований по балансу распределения соединений серы в процессе производства алюминия и по растворимостям в системе Na2SO4 - NaHCO3 - Na2CO3 - NaF (0,5%) -H2O. Показано, что осаждение сульфата натрия на шламовых полях экономически и экологически нецелесообразно. Наиболее оптимальным способом удаления сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки является его кристаллизация на установках с использованием естественного и искусственного холода. Обоснована экологическая и экономическая эффективность строительства установок вывода сульфата натрия. Ил. 4. Табл. 2. Библиогр. 11 назв.

Ключевые слова: сульфат натрия; мирабилит; содобикарбонатная газоочистка; электролиз алюминия.

SODIUM SULFATE IN ALUMINUM PRODUCTION: PROBLEMS AND PROSPECTS E.P. Rzhechitsky, V.V. Kondratiev, S.G. Shakhrai

National Research Irkutsk State Technical University, 83, Lermontov St., Irkutsk, 664074. Siberian Federal University, 79, Svobodny Av., Krasnoyarsk, 660041.

A series of theoretical and technological researches by the distribution balance of sulfur compounds during the production of aluminum and by solubilities in the system Na2SO4 - NaHCO3 - Na2CO3 - NaF (0,5%) - H2O is performed. It is shown that the deposition of sodium sulfate on sludge fields is economically and environmentally unpractical. The best way to remove sodium sulfate from gas purification spent liquors is its crystallization on plants with the use of natural and artificial cold. The environmental and economic efficiency of construction of plants for sodium sulfate withdrawal is justified.

4 figures.2 tables.11 sources.

Key words: sodium sulfate; mirabilite; sodium bicarbonate gas purification; electrolysis of aluminum.

При производстве алюминия на электролизерах с самообжигающимися анодами применяется анодная масса из нефтяного кокса с содержанием серы от 0,3 до 1,5%. В перспективе в связи с повышением содержания серы в коксе возможно повышение содержания серы в анодной массе. В процессе электролиза сера окисляется до сернистого газа (SO2) и в таком виде улавливается в системе мокрой газоочистки. Образующийся сульфит натрия быстро окисляется до сульфата натрия и накапливается в растворах газоочистки.

При содержании серы в анодной массе до 0,5% накопление сульфата натрия в растворах газоочистки не превышает 50 г/дм3 и не препятствует технологиям газоочистки и регенерации криолита. При более высоком содержании серы сульфат натрия необходимо

выводить из процесса. Количество сульфата натрия,

подлежащее выводу, составляет:

при содержании серы: 1,0% - 10,9 кг/т Л1;

1,5% - 20,2 кг/т Л);

2,0% - 30,3 кг/т Л1;

3,5% - 57,3 кг/т Л1.

Баланс сернистых соединений при производстве алюминия был выполнен на Братском алюминиевом заводе [1]. Как следует из баланса, при содержании серы в анодной массе 0,95% основным источником поступления серы в процесс получения алюминия является анодная масса (92%). С газами, твердыми отходами, механическими потерями и с растворами на шламовом поле теряется 52% сернистых соединений, 6,3% возвращается в процесс электролиза, 41,7% накапливается в растворах и подлежит выводу в виде

1Ржечицкий Эдвард Петрович, кандидат технических наук, инженер первой категории научно-исследовательской части, тел.: (3952) 252151.

RzhechitskyEdvard, Candidate of technical sciences, Engineer of the first category of the Scientific Research Department, tel.: (3952) 252151.

2Кондратьев Виктор Викторович, кандидат технических наук, начальник отдела инновационных технологий Физико-технического института, тел.: 89025687702.

Kondratiev Victor, Candidate of technical sciences, Head of the Department of Innovation Technologies of Physico-Technical Institute, tel.: 89025687702.

3Шахрай Сергей Георгиевич, кандидат технических наук, доцент кафедры теплотехники и техносферной безопасности института цветных металлов и материаловедения СФУ.

Shakhrai Sergey, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Heating Engineering and Technosphere Safety of the Institute of Nonferrous Metals and Material Science, SFU.

сульфата натрия, который в настоящее время не утилизируется. Накопление сульфатов в растворах газоочистки приводит к зарастанию оборудования газоочистки отложениями солей, необоснованным потерям фтористых солей, увеличению сброса фтора на шламовое поле, переполнению шламовых полей. Со-

3

держивалась на уровне 20-25 г/дм , раствор циркулировал от специальной емкости в газоочистные аппараты и обратно. Количество раствора в емкости убывало только за счет потерь на газоочистке, потери не восполнялись. Результаты испытаний приведены в табл. 1 и на рис. 1.

Таблица 1

Показатели эффективности газоочистки при промышленных испытаниях

№ п/п Время от Объем газа, м /ч при Концентрация Концентрация Концентрация №2Б04 Эффективность

начала Б02 на входе, мг/м3 при н.у. Б02 на выходе, мг/м3 при н.у. в растворе на газоочистку, г/дм3 очистки по газу, %

опыта, ч н.у.

1 0 82 400 616 40 0,0 93,5

2 2 82 400 612 35 нет данных 94,3

3 4 82 400 612 35 34,0 94,3

4 6 81 680 668 43 нет данных 93,6

5 8 81 680 668 43 89,5 93,6

6 10 90 900 550 43 153,1 92,8

7 12 90 900 550 72 165,0 86,8

8 14 84 700 616 166 189,1 71,2

9 16 84 700 616 208 221,5 66,2

10 18 83 100 679 303 269,0 44,6

Среднее 84 490 619 99 83,1

Примечание: н.у. - нормальные условия для газов, давление 101 325 Па

(О°С).

держание сульфата натрия в растворах, из которых может быть организован их вывод, находится на уровне 60-80 г/дм3.

При производстве алюминия на электролизерах с предварительно обожженными анодами содержание серы в анодах находится на уровне 1,0% и в перспективе может возрасти. Анодные газы подвергаются «сухой» очистке от соединений фтора с использованием глинозема (А1203) в качестве адсорбента. При этом сернистый газ улавливается лишь частично и вместе с глиноземом возвращается в процесс электролиза, откуда вновь поступает в систему газоудаления и газоочистки. Таким образом, практически все сернистые соединения после адсорбционной очистки глиноземом остаются в газовой фазе. Для их улавливания применяется ступень «мокрой» содовой газоочистки, аналогичной используемой для очистки газов устаревших типов электролизеров с самообжигающимися анодами.

Существенным отличием в данном случае является низкое содержание фтора в газах и соответственно в растворах газоочистки. Как известно [2], присутствие в растворах фтористого натрия значительно понижает взаимную растворимость сульфата натрия. Поэтому при отсутствии в растворах фтористого натрия концентрация сульфата натрия за счет циркуляции растворов может быть значительно повышена, что создаст более благоприятные условия для удаления сульфатов. Однако ранее не было изучено влияние повышения концентрации сульфата натрия в растворах на эффективность газоочистки. С этой целью на Красноярском алюминиевом заводе проведены промышленные испытания в замкнутом цикле растворооборота для определения предельной поглощающей способности содового раствора. Концентрация карбоната натрия (№2С03) в растворе под-

(нормальная атмосфера) и температура 273,15 К

Как видно из полученных данных, при концентрации сульфата натрия в растворе на газоочистку выше 150 г/дм3 наблюдается снижение эффективности улавливания сернистого газа. Таким образом, при применении современной «сухой» адсорбционной газоочистки с «мокрой» содовой доочисткой концентрация сульфата натрия в растворах может быть повышена только до 150 г/дм с дальнейшей необходимостью вывода сульфатов из растворов.

Среди известных способов очистки растворов от сульфата натрия следует отметить следующие: высаливание, осаждение в виде труднорастворимых соединений, ионный обмен, кристаллизация при выпаривании и охлаждении [2-8].

Выделение сульфата натрия из его растворов может быть осуществлено химико-технологическими методами, основанными на понижении его растворимости в присутствии ряда соединений (№С1, №0Н, №2Б, Мд304 и др.) и некоторых летучих реагентов (аммиак, метиловый и этиловый спирты). Во всех случаях использования высаливающих агентов в осадок кроме сульфата натрия выпадают практически все солевые компоненты раствора. Введение новых химических соединений для связывания сульфатов в систему нежелательно, т.к. требует их регенерации. Кроме того, сульфат натрия, полученный методом высаливания, не удовлетворяет современным требованиям к его качеству. Этот метод в настоящее время заменяется другими, более совершенными.

Осаждение сульфат-ионов в виде труднорастворимых солей СаБ04 и ВаБ04 используют в ряде химических производств. Осаждение гипса применяют для частичного вывода сульфатов при их высоком содержании. Растворимость его значительно зависит от температуры и рН среды. Хороший результат может быть получен при осаждении из нагретых нейтраль-

Эффективность очистки, %

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

50

100

150

200

250

300

Концентрация

№2804, г/дм3

Рис. 1. Зависимость эффективности очистки от концентрации сульфатов в растворе

ных или слабокислых растворов. Ва304 - одна из самых малорастворимых солей, поэтому применение соединений бария обеспечивает достаточно полную очистку растворов от сульфатов. Однако этот метод не может быть непосредственно использован для очистки оборотных растворов газоочистки алюминиевых заводов от сульфат-иона, т.к. в осадок также выпадут фториды, карбонаты кальция и бария.

Изучение очистки с использованием ионообменных смол не дало положительных результатов в связи с высокой минерализацией растворов газоочистки и отсутствием селективного по отношению к Б042- иони-та. Одновременно с ионом Б042- в значительной степени идет адсорбция ионов С032- и ИС03-.

Выделение сульфата натрия выпариванием осуществляют в основном из растворов, содержащих незначительное количество примесей, или из растворов, компоненты которых имеют различный температурный коэффициент растворимости. При выпаривании растворов, содержащих фторид, сульфат и карбонат натрия, происходит кристаллизация двойных солей №Р-№2804 и Ма2С03-2№2804. Получение первой из них в отечественной практике не реализовано. Выделение содо-сульфатной смеси осуществляют при упаривании алюминатных растворов в производстве глинозема из бокситов способом Байер-спекания. Двойная соль №Р-№2804, которая в первую очередь выпадает в осадок при выпаривании растворов газоочистки, может использоваться как антисептик для защиты древесины от биологического разрушения и в производстве бутылочного стекла.

Наиболее распространенным методом получения сульфата натрия из озерных рап и промышленных растворов является выделение его при низких температурах (0^10°С) в виде мирабилита (другое название - глауберова соль, формула №2804-10Н20) с использованием природного или искусственного холода [9].

Метод основан на свойстве сульфата натрия понижать свою растворимость при охлаждении раствора.

Наибольшее количество природного сульфата натрия в СНГ и дальнем зарубежье получают бассей-ным методом - зимней кристаллизацией мирабилита. На комбинате «Карабогазсульфат» осуществляется технология выделения мирабилита из озерных рассолов с искусственным охлаждением последних до температуры 0°С с помощью аммиачных холодильных машин и кристаллизаторов с трубчатой поверхностью теплообмена.

В ряде химических производств сульфат натрия является попутным продуктом или отходом. Выделенный из промышленных растворов кристаллизацией при охлаждении сульфат натрия имеет более высокие качества, чем при получении его другими методами, что очень важно в связи с возросшими требованиями к этому продукту. Таким способом получают синтетический сульфат натрия при регенерации осадительных ванн производства вискозы и целлофана, в титановой промышленности, в производстве синтетических жирных кислот. В основе метода лежит кристаллизация мирабилита с последующим обезвоживанием и получением товарного продукта. Введение дополнительных операций по очистке исходных растворов определяется наличием примесей в них и требованиями потребителей к получаемому продукту.

Кристаллизация мирабилита при охлаждении оборотных растворов газоочистки очевидна. Однако тем же свойством - выделяться в виде десятиводного гидрата при охлаждении растворов - обладает присутствующая в растворах сода. Известно также, что декагидраты соды и сульфата натрия образуют ограниченные твердые растворы. В связи с этим использование метода выделения сульфата натрия из оборотных растворов газоочистки через стадию кристаллизации мирабилита потребовало детальных исследований.

Изучение растворимости проводилось изотермическим способом, время установления равновесия определялось предварительными контрольными опытами и составило 36 часов. Равновесие устанавливалось в термостате в непрерывно вращающихся сосудах из нержавеющей стали полезной емкостью 75 мл, герметически закрытых резиновыми пробками и колпачками. После установления равновесия отбирались необходимые пробы, количество параллельных экспериментов достигало 4. Фтористый натрий в растворах определялся ториметрическим титрованием в присутствии индикатора метилтимолового синего, карбонат и бикарбонат натрия - кислотным титрованием, сульфат натрия - весовым методом в форме BaSO4. Состав твердых фаз устанавливался кристал-лооптически и по методу остатков Шрейнемакерса. Исходными реактивами служили: фтористый натрий марки ОСЧ, безводный сульфат, карбонат и бикарбонат натрия марок ХЧ и ЧДА.

Были изучены политермы растворимости сульфата натрия в насыщенных растворах газоочистки и маточных растворах после выделения криолита от температуры 80^ до начала кристаллизации льда, растворимость в системе Na2SO4 - NaHCO3 - Na2CO3 -NaF (0,5%) - H2O и составляющих ее тройных и четверных системах при 0^ и частично при 25 и 80^ [10, 11], выявлено влияние примесей промышленных растворов (NaHCO3, Na2CO3, NaF) на качество получаемого продукта - безводного сульфата натрия и разработана технология получения сульфата высшего сорта, исследовано пересыщение и кинетика кристаллизации мирабилита из растворов газоочистки в политермических и изотермических условиях.

Наиболее полное представление о растворимости сульфата натрия в растворах газоочистки дает политерма, приведенная на рис. 2.

Как видно из представленных данных, растворимость сульфата натрия незначительно изменяется в пределах температур 20-80°^ При температуре 16-20^ происходит резкое снижение растворимости, при этом в осадок кристаллизуется мирабилит. Система замерзает при температуре -5^-7)°^ Рабочей температурой является интервал (-2)^+2)°^

На основании выполненных теоретических и технологических исследований разработана аппаратур-но-технологическая схема вывода сульфатных соединений из оборотных растворов газоочистки. Схема приведена на рис. 3.

В опытно-заводском масштабе отработана аппа-ратурно-технологическая схема кристаллизации мирабилита и его обезвоживания в аппарате кипящего слоя.

Выполнены технические проекты для шести алюминиевых заводов. Практически полностью строительство было осуществлено на Братском алюминиевом заводе с вводом в эксплуатацию в 1984 г. Ввод установки осуществлен по неполной схеме - только с получением мирабилита, переделы обезвоживания и сушки не были освоены по различным причинам, одной из которых являлось прекращение финансирования института-разработчика (Иркутский филиал ВАМИ, теперь СибВАМИ). Эксплуатация установки показала работоспособность и хорошую управляемость процессом кристаллизации мирабилита, однако, как и для схем получения мирабилита из других растворов (производство синтетического волокна, кристаллизация из рапы озер и т.п.), отмечена высокая степень инкрустации внутренних поверхностей кристаллизаторов и необходимость частой промывки. Коэффициент теплопередачи, определенный в промышленных условиях, составил при отсутствии инкрустации 1884

Рис. 2. Растворимость сульфата натрия: 1 - в воде; 2 - в маточном растворе (состав, кг/м : ЫаР - 3, Ыа2СОз -28, ЫаИООз - 7); 3,4, 5 - в растворах газоочистки (состав, кг/м3: ЫаР - 10-15-20, Ыа2СОз - 8, ЫаИООз - 23); о -синтетические растворы; Х - промышленные растворы

осветленный раствор газоочистки

газ в атмосферу

мокрая газоочистка

сухая газоочистка

охлаждение

* г

кристаллизация

1

центрифугирование

1 г

плавление

г

сушка

-► Ыа^Од

раствор в отделение регенерации фторсолей

кДж

м2 ■час■ град промывки - 628-

м

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 3. Принципиальная технологическая схема получения сульфата натрия

При понижении температуры в зимний период происходит кристаллизация мирабилита и его осаждение на шламовых полях совместно с другими отходами. Осадок мирабилита перекрывается шламами и обратного растворения в летний период практически не происходит. Этот способ позволяет поддерживать содержание сульфатов в растворах газоочистки на

а средний за трое суток работы без

кДж

■ час■ град

Другим недостатком

установки является высокая энергоемкость процесса, связанная с получением искусственного холода.

К настоящему времени разработана более экономичная схема с использованием естественного холода, т.к. нелогично в условиях Сибири производить дорогой искусственный холод. Схема включает на первом этапе охлаждение растворов до 8-12°С в аппаратах воздушного охлаждения через стенку, на втором этапе - охлаждение путем прямого контакта холодного воздуха с раствором, на третьем - кристаллизацию при охлаждении путем контакта воздуха с поверхностью раствора. На рис. 4 приведена схема опытно-промышленной установки, реализация которой не была осуществлена в связи с прекращением финансирования проекта.

Одним из рисков данной схемы является снижение качества получаемого сульфата натрия из-за использования больших объемов холодного воздуха с фоновыми загрязнениями. Из-за перепада температур возможно небольшое обледенение внутренних поверхностей. Данная схема или элементы этой схемы могут быть рекомендованы к применению после проведения промышленных испытаний.

В связи с тем что установки по выводу сульфатов не построены, разработан и получил распространение способ осаждения сульфатов в зимний период на шламовых полях. Способ разработан ОАО «Сиб-ВАМИ» и Красноярским алюминиевым заводом и заключается в сбросе на шламовые поля растворов газоочистки с высоким содержанием сульфатов совместно со шламами газоочистки и другими углеродсо-держащими отходами.

уровне 40-80 г/дм

Данный способ имеет следующие недостатки:

1. Объем осаждающегося сульфата в виде деся-тиводного сульфата для крупного алюминиевого завода составляет 20-25 тыс. м3 в год, что соответствует сбросу на шламовое поле других твердых отходов, т.е. шламовые поля будут заполняться в два раза быстрее.

2. Сульфат натрия не утилизируется, что при существующих ценах приводит к упущенной прибыли.

3. Шламовые поля должны иметь идеальную гидроизоляцию, иначе фторсульфатсодержащие растворы будут загрязнять подземные воды.

4. Необходим значительный объем шламовых полей для накопления сульфатсодержащих растворов в летний период. При содержании в анодной массе серы на уровне 1% дополнительный объем шламовых полей без учета осадка мирабилита составляет 0,15 м3 на 1 т алюминия, а с учетом складирования осаждающегося сульфата - 0,17 м3 на 1 т алюминия, что при производстве 1 млн тонн алюминия составит 170000 м3, из которых 150000 м3 составляет постоянный объем и 20000 м3 - ежегодная прибыль.

5. Складируемые на шламовом поле фторугле-родсодержащие отходы могут быть переработаны на фторсодержащие соли либо использованы в черной металлургии. В случае присутствия 20-30% сульфатов их переработка или использование затруднены либо невозможны.

Способ имеет ограниченное применение в связи с возможностью обратного растворения сульфата

Рис. 4. Принципиальная схема с использованием естественного холода

г/дм3 в январе 2009 г., таким образом, при использовании современной «сухой» газоочистки в полном объеме прекращается образование шламов, которые препятствуют обратному растворению сульфатов, и способ выведения сульфатов с использованием шламовых полей становится неэффективным.

Подводя итог анализу возможных схем вывода сульфатов из растворов газоочистки, необходимо констатировать наибольшую перспективность схемы вывода сульфата натрия за счет охлаждения растворов и последующей кристаллизации мирабилита.

Технические вопросы реализации этой схемы решены в промышленном масштабе. Процесс кристаллизации мирабилита из растворов газоочистки с полу-

Таблица2

Калькуляция себестоимости сульфата натрия высшего сорта (инвестиции 112 млн рублей, выпуск

продукции 22 700 тонн в год)

натрия. При осмотре структуры среза отложений во время выемки шлама на Красноярском алюминиевом заводе отмечена структурная слоистость, при этом слои мирабилита толщиной до 15 см перекрываются слоями фтор- и углеродсодержащего шлама толщиной до 30 см.

В последнее десятилетие газоочистка Красноярского алюминиевого завода модернизирована в направлении установки главной ступени «сухой» адсорбционной очистки от фтора и пыли с доочисткой от соединений серы на сооружениях «мокрой» содовой ступени. При этом объем шламов сокращался из года в год, что привело к увеличению содержания сульфатов в растворах с 57,2 г/дм3 в конце 2002 г. до 102,6

№ п/п Статьи затрат Ед.изм. Кол-во Цена за ед., тыс.руб. Сумма, тыс.руб. % к себест.

1 Сырье, основные материалы, полуфабрикаты, в т.ч.: исходный раствор м3 204300 0 591,0 0 1,24

хлористый кальций т 10,0 9,1 91,0

вспомогательные материалы 500,0

2 Вода оборотная тыс.м3 1500 1,4 2 100 4,41

3 Электроэнергия тыс.квт-ч 9900 0,65 6 435,0 13,53

4 Пар т 7050 0,185 1 304,25 2,74

5 Мазут т 4212 3,2 13 478,4 28,35

6 Заработная плата 10 500,0 22,07

7 Общепроизводственные расходы 12 000,0 25,23

Цеховая себестоимость 46 408,65 97,57

8 Общезаводские расходы 1 155,0 2,43

Производственная себестоимость 47 563,65 100,0

Себестоимость 1 т продукции 2,095

чением сульфата натрия высшего сорта опробован на промышленной установке Братского алюминиевого завода, процесс обезвоживания мирабилита в печах кипящего слоя используется при производстве сульфата натрия из озерных отложений. По этой технологии выполнен ряд работоспособных проектов, которые не осуществлены из-за отсутствия инвестиций. Кроме того, возможно улучшение технико-экономических показателей при использовании естественного холода.

Следует отметить, что проблема вывода сульфата натрия с каждым годом становится все более актуальной. Это связано в первую очередь с увеличением содержания серы в сырье для производства анодов. Земля вокруг алюминиевых заводов занята многочисленными свалками отходов и шламохранилищами, которые во многих случаях являются растворохрани-лищами и представляют не только экологическую, но и аварийную опасность. Строительство новых шламо-хранилищ сталкивается с проблемой отсутствия свободных площадей. Экологическая эффективность вывода сульфата натрия в виде готового продукта очевидна вследствие снижения потребности в новых шламохранилищах, обеспечения возможности переработки накопленных шламов, улучшения работы газоочистных сооружений, повышения экологической

безопасности в районе расположения алюминиевых заводов.

В табл. 2 приведена калькуляция производственной себестоимости сульфата натрия из растворов газоочистки с концентрацией 150г/дм3. Даже без учета стоимости новых шламохранилищ это производство является экономически выгодным, т.к. рыночная цена сульфата натрия высшего сорта находится на уровне 4 тыс.рублей. Срок окупаемости инвестиций составляет 3-4 года и может быть сокращен при использовании в проектах охлаждения естественным холодом.

Сульфат натрия используется в целлюлозно-бумажной промышленности, для производства соды, в медицине, в производстве стекла и красок, в строительной отрасли и является востребованным продуктом. Строительство установки по выводу сульфата натрия приведет к снижению техногенной нагрузки в районе расположения алюминиевых заводов и позволит получить дополнительную прибыль за счет реализации сульфата натрия и шламов со шламовых полей.

Статья подготовлена с использованием результатов научно-исследовательских работ, финансируемых в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы, гос.контракт № 02.740.11.0418

Библиографический список

1. Ржечицкий Э.П. Новые направления и перспективы утилизации фтористых и сернистых соединений на алюминиевых заводах // Алюминий Сибири 2002 г.: сб. научн. статей. Красноярск: «Бона компани», 2002. С. 25-28.

2. Чмутов К.В. Синтез и свойства ионообменных материалов. М.: Наука, 1968. 319 с.

3. Очистка сульфатсодержащих сточных вод / А.В.Чередников [и др.] // ЖПХ. 1969. №4. С. 265-268.

4. А.с. 323354 (СССР). Способ выделения сульфата натрия из сточных вод / Сухотерин И.С. [и др.]. Опубл. в Б.И., 1972. №1.

5. Фурман А.А., Шрайман С.С. Приготовление и очистка рассола. М-Л.: Химия, 1966. 232 с.

6. Перемыслова Е.С., Заикина Г.Д. Способность к обмену различных анионов на анионите АВ-17 // ЖПХ. 1967. №9. С. 1994-1998.

7. Когановский А.М. Адсорбция растворимых веществ. Киев: Наукова думка, 1977. 223 с.

8. Кокотов Ю.А. Иониты и ионный обмен. Л.: Химия, 1980. 150 с.

9. Foote H.W., Schairer J.F., Am. Chem. Soc., 52, 4202 (1930).

10. Морозова В.А., Ржечицкий Э.П., Портянникова Е.В. Системы NaF-Na2CO3-NaHCO3-H2O, Na2SO4-Na2CO3-NaHCO3-H2O и Na2CO3-NaHCO3-H2O при 0°C // ЖПХ. 1977. №11. С. 3135-3137.

11. Морозова В.А., Смирнов М.Н., Ржечицкий Э.П. Растворимость в системе Na2SO4-Na2CO3-NaHCO3-NaF (0,5%)-H2O при 0°C // ЖПХ. 1982. №3. С. 506-508.

УДК 553.973

ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ САПРОПЕЛЕЙ В РЕШЕНИИ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОБЛЕМ

З.В.Семёнова1

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассматривается химический и биохимический состав сапропелей и их щелочных фракций. Показана высокая эффективность применения сапропелей, гуматов сапропелей в растениеводстве и животноводческих хозяйствах. Приведены экспериментальные результаты по изучению влияния гуматов сапропелей на процессы получения солода, спиртового брожения и культивирования дрожжевых клеток, показавшие потенциальную возможность применения их в производстве солода, этанола и хлебопекарных дрожжей.

1Семёнова Зинаида Викторовна, кандидат химических наук, профессор кафедры органической химии и пищевых техноло-

гий, тел.: (3952) 405122.

Semenova Zinaida, Candidate of Chemistry, Professor of the Department of Organic Chemistry and Food Technologies, tel. (3952) 405 122.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.