Экстракционная переработка железосодержащих шламов процесса Байера как метод получения функциональных оксидных материалов
Аннотация
Изучена возможность экстракционного разделения железосодержащих шламов, образующихся в процессе производства алюминия, с целью выделения наиболее ценных компонентов отходов. В качестве объектов исследования выбран шлам завода глинозема Тан Рай (Лам Донг, Вьетнам) и железосодержащий шлам Заволжского химического завода (Ивановская область, Россия). Экстракцию компонентов шламов проводили водными растворами азотной и соляной кислоты и карбоната аммония в интервале температур от 293 до 423 К. Элементный и фазовый составы шламов исследовали с помощью рентгенофазового анализа и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии. Было установлено, что фазовый и элементный состав рассматриваемых в работе железосодержащих шламов имеет значительное отличие по компонентам, содержание которых не превышает 5 масс. %. При одинаковой продолжительности экстракции при выбранных температурах во всех растворителях не удавалось добиться полного излечения каких-либо из компонентов шлама, что, по всей видимости, объясняется наличием твердых растворов нестехиометрического состава. Найдено, что с помощью метода экстракции, возможно относительно легко выделять из отходов процесса Байера щелочные и щелочноземельные металлы (степень извлечения составляет для Na до 93 масс. %, Mg до 88 масс. %, Ca до 99 масс. %, Ti до 95 масс. %). Выявлено существенное отличие химических составов сухих и твердых остатков в зависимости от используемого экстрагента. Химический состав полученных оксидных материалов проанализирован и может быть рекомендован в качестве сырья для производства катализаторов и адсорбентов.
Для цитирования:
Афинеевский А.В., Прозоров Д.А., Смирнов Д.В., Смирнов Н.Н. Экстракционная переработка железосодержащих шламов процесса Байера как метод получения функциональных оксидных материалов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2026. Т. LXX. № 2. С. 38-45. DOI: 10.6060/rcj.2026702.5.
Литература
Леонтьев Л.И., Пономарев В.И., Шешуков О.Ю. // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20. № 3. С. 24-27. DOI: 10.18412/1816-0395-2016-3-24-27.
Зенкин Е.Ю., Гавриленко А.А., Немчинова Н.В. // iPolytech Journal. 2017. Т. 21. № 3. С. 123-132. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-3-123-132.
Афинеевский А.В., Прозоров Д.А., Смирнов Д.В., Гордина Н.Е. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2024. Т. 67. Вып. 11. С. 6-14. DOI: 10.6060/ivkkt.20246711.7111.
Jia K., Zhou Z., Singh S.V., Wang C. // Results in Engineering. 2024. V. 24. P. 102927. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102927.
Du P., Wang P., Zhang X., Wen G., Wang Y. // Particuology. 2024. V. 93. P. 328-348. DOI: 10.1016/j.partic.2024.07.010.
Dang Tran Tho, Le Thi Mai Huong, Смирнова О.П., Афинеевский А.В., Смирнов Д.В., Гордина Н.Е., Прозоров Д.А. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 109-116. DOI: 10.6060/ivkkt. 20256810.7244.
Крамер С.М., Терехова М.В., Артамонова И.В. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2017. Т. 60. Вып. 8. С. 80-83. DOI: 10.6060/tcct.2017608.5663.
Абдурахмонов О.Э., Семенов С.А., Соколова Ю.В. // Экстракция и мембранные методы в разделении веществ. 2018. С. 36-38.
Zhang H., Yang J., Yu W., Luo S., Peng L., Shen X., Shi Y., Zhang S., Song J., Ye N., Li Y., Yang C., Liang S. // Water research. 2014. V. 59. P. 239-247. DOI: 10.1016/j.watres.2014.04.026.
Karimi Z., Rahbar-Kelishami A. // Scientific Reports. 2023. V. 13. P. 8527. DOI: 10.1038/s41598-023-35753-w.
Kong H., Zhou T., Yang X., Gong Y., Zhang M., Yang H. // Energies. 2022. V. 15. N 10. P. 3830. DOI: 10.3390/en1510 3830.
Rai S., Nimje M.T., Chaddha M.J., Modak S., Rao K.R., Agnihotri A. // Minerals Engineering. 2019. V. 134. N 1. P. 222-231. DOI: 10.1016/j.mineng.2019.02.018.
Зиновеев Д.В., Грудинский П.И., Дюбанов В.Г., Коваленко Л.В., Леонтьев Л.И. // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. 2018. Т. 61. № 11. С. 843-858. DOI: 10.17073/0368-0797-2018-11-843-858.
Druzhinin K.E., Vasyunina N.V., Dubova I.V., Gilmanshina T.R., Bazhenova T.P. // MME-SEE Congress Proceedings. 2025. V. 6. N 1. P. 311-313. DOI: 10.30544/MMESEE20.
Samal S. // Materials. 2021. V. 14. N 9. P. 2211. DOI: 10.3390/ma14092211.
Zhang T., Yan J., Li Z., Wang H., Han P., Shufeng Y. // J. Environ. Manage. 2025. V. 377. P. 124669. DOI: 10.1016/j.jenvman.2025.124669.
Shoppert A., Valeev D., Diallo M.M., Loginova I., Beavogui M.C., Rakhmonov A., Ovchenkov Y., Pankratov D.A. // Materials. 2022. V. 15. N 23. P. 8423. DOI: 10.3390/ma15238423.
Hai L.D., Khai N.M., Quy T.V., Huan N.X. // Int. J. Res. Earth Environ. Sci. 2014. P. 2311-2484.
Прозоров Д.А., Афинеевский А.В., Смирнов Д.В., Гордина Н.Е., Румянцев Р.Н. // Экология и промышленность России. 2025. Т. 29. № 3. С. 28-33. DOI: 10.18412/ 1816-0395-2025-3-28-33.
Яшкова Д.Н., Смирнов Н.Н., Кунин А.В. // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2025. Т. 68. Вып. 10. С. 117-123. DOI: 10.6060/ivkkt.20256810.7251.
Гордина Н.Е., Бутман М.Ф., Гущин А.А., Морозов Л.Н., Прозоров Д.А., Рыбкин В.В., Смирнов Н.Н., Афинеевский А.В., Борисова О.А., Гусев Г.И., Извекова Т.В., Квиткова Е.Ю., Кунин А.В., Овчинников Н.Л., Румянцев Р.Н., Строганова Т.Е. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2025. Т. LXIX. № 3. С. 18-38. DOI: 10.6060/rcj.2025693.2.
Романенко Ю.Е., Афинеевский А.В., Румянцев Р.Н., Меледин А.Ю., Никитин К.А. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2024. Т. LXVIII. № 3. С. 82-89. DOI: 10.6060/rcj.2024683.13.
Сальникова Н.В., Прозоров Д.А., Смирнов Д.В., Смирнов Е.П. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва). 2024. Т. LXVIII. № 3. С. 9-15. DOI: 10.6060/rcj.2024683.2.
