Ученые Института цветных металлов Сибирского федерального университета создали многостадийную технологию переработки алюминиевых шлаков из литейного производства, рассказали в пресс-службе Минобрнауки России.
Сейчас такие шлаки — смесь алюминия, оксидов и солевых соединений — чаще всего просто складируют, что вредит экологии. Новая технология позволяет выделить из отходов металлический алюминий для повторного использования (с помощью механической обработки) и получить концентрированные хлориды натрия, калия и магния (путем селективного выщелачивания) — они востребованы в медицине и лабораторных исследованиях.
Мы предлагаем рассматривать шлак не как отход, а как вторичное сырье. Создан комплексный подход, включающий механическую и химическую обработку материала. На первом этапе проводится анализ состава шлака с использованием рентгенофазовых методов, что позволяет определить преобладающие фазы и выбрать оптимальную схему переработки. Далее материал подвергается многостадийной механической обработке: дроблению, измельчению и рассеву. Благодаря различию свойств компонентов удается эффективно отделить металлический алюминий от оксидно-солевой части.
Ключевым этапом технологии является селективное выщелачивание — оно основано на различной растворимости соединений и проводится с использованием воды либо раствора соляной кислоты (в зависимости от состава шлака). Это позволяет разделить соли и оксиды и выделить целевые компоненты. После выпаривания солевых растворов получают концентраты хлоридов натрия, калия и магния, на основе которых синтезируют регенерированный солевой флюс с пониженной температурой плавления и оптимальной вязкостью.
Металлический алюминий, выделенный при механической обработке, брикетируют и переплавляют с применением полученного флюса — в итоге получают вторичный алюминиевый сплав, пригодный для использования в машиностроении и других отраслях. Степень извлечения алюминия достигает 85%, что сопоставимо с лучшими мировыми технологиями переработки.
Переработка алюминия требует существенно меньше энергии по сравнению с его первичным производством, поэтому внедрение подобных технологий может значительно снизить экологическую нагрузку. Кроме того, предложенный подход позволяет сократить объемы отходов и приблизить металлургическое производство к принципам замкнутого цикла. В данном случае, благодаря современной инфраструктуре Инженерного образовательного центра СФУ, исследование прошло путь от идеи до патента.
Исследование подтвердило, что комплексная переработка алюминиевых шлаков — это эффективное решение для промышленности, которое сочетает экономическую выгоду с экологической безопасностью. В будущем технологию можно будет внедрить в промышленных масштабах на предприятиях алюминиевой отрасли, что поспособствует развитию ресурсосберегающих и устойчивых производств.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские ученые создали сверхпрочную термостойкую керамику.
