Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия:

Р. Б. Магеррамов, аспирант кафедры металлургии цветных металлов, эл. почта: rusmahar9313@gmail.com
Н. В. Белоусова, заведующая кафедрой металлургии цветных металлов
С. Г. Шахрай, доцент кафедры техносферной безопасности горного и металлургического производств

АО РУСАЛ Красноярск, Россия:
А. В. Малышкин, начальник участка производства фтористых солей и пылеулавливающих устройств

В статье представлены результаты первого этапа лабораторных испытаний технологии адсорбции фторида натрия из надшламовых вод и растворов газоочистки алюминиевого производства металлургическим глиноземом песчаного типа. Технология позволяет получать глинозем, насыщенный фтористыми солями, который после сушки от избыточной влаги может быть вовлечен в электролитическое производство алюминия, снижая таким образом расход свежего криолита и фторида алюминия. В процессе испытаний установлено, что максимальная степень извлечения фторида натрия из растворов газоочистки составляет 92 % при времени перемешивания очищаемых растворов с глиноземом в течение 45 мин; из надшламовых вод — 87 % уже на 1-й минуте эксперимента. Также отмечена параллельная адсорбция сульфата натрия со степенью извлечения 31 % для растворов газоочистки и 13 % для надшламовых вод. Кроме того, установлено, что оптимальное время контакта с глиноземом при извлечении фторида натрия из надшламовых вод и растворов газоочистки не должно превышать 3 мин, так как в этом случае степень извлечения сульфата натрия минимальна (18–19 %). Использование надшламовой воды для ведения процесса адсорбции является перспективным ввиду стабильного химического состава и более эффективного извлечения из нее фторида натрия. Очищенные таким образом растворы газоочистки становятся пригодными для извлечения из них сульфата натрия, а надшламовые воды — для вовлечения в производство растворов газоочистки, что снижает потребление свежей воды для этих целей.

1. Баранов А. Н., Гавриленко Л. В., Гавриленко А. А. Регенерация фтора из растворов газоочистки производства алюминия с получением фторида кальция // Вестник ИрГТУ. 2014. № 1. С. 75–80.
2. Mobeen N., Kumar Pradeep. Defluoridation techniques — a critical review // Asian J. Pharm. Clin. Res. 2017. Vol. 10, Iss. 6. P. 64–71.
3. Szymczyk A., Fievet P. Investigating transport properties of nanofiltration membranes by means of a steric, electric and dielectric exclusion model // J. Membr. Sci. 2005. Vol. 252. P. 77–88.
4. Garg K., Sharma C. Electrocoagulation: Promising Tehcnology for Removal of Fluoride from Drinking Water — A review // Biological Forum — An International Journal. 2016. Vol. 8, No. 1. P. 248–254.
5. Vidal J., Espinoza C., Contreras N., Salzar R. Elimination of industrial textile dye by electrocoagulation using iron electrodes // Journal of chil. Chem. Soc. 2017. Vol. 62 (2). P. 3519–3524.
6. Choi J. H. Fabrication of a carbon electrode using activated carbon powder and application to the capacitive deionization process // Sep. Purif. Technol. 2010. Vol. 70. P. 362–366.
7. Parks G. A. Surface Energy and Adsorption at Mineral / Water Interfaces — an Introduction // Mineral-Water Interface Geochemistry: Reviews in Mineralogy. 1990. Vol. 23. — Washington : Mineralogical Society of America. P. 133–175.
8. Bjorvatn K., Bardsen A., TekleHaimanot R. Defluoridation of drinking water by use of clay/soil // 2nd Int. Workshop on Fluorosis Prevention and Defluoridation of Water. — Nazreth, Ethiopia, November 19–25, 1997 / The International Society for Fluoride Research. P. 100–105.
9. Medellin-Castillo N. A., Leyva-Ramos R., Ocampo-Perez R., Garcia de la Cruz R. F., Aragon-Piña A., Martinez-Rosales J. M., Guerrero-Coronado R. M., Fuentes-Rubio L. Adsorption of Fluoride from Water Solution on Bone Char // Ind. Eng. Chem. Res. 2007. Vol. 46. P. 9205–9212.
10. Kumar Kiran G. R., Kamath Shambavi M., Mallapur S. P. Defluoridation of Water by using low cost activated carbon prepared from lemon peels // Journal of Basic and Applied Engineering Research. 2016. Vol. 3, Iss. 8. P. 658–660.
11. Xiaonan D., Xingguan M. Activated alumina ion adsorption regeneration in the experimental study of brackish water in Fuxim // 5th International Conference on Advanced Materials and Computer Science. 2016.
12. Rao C. R. N., Karthikeyan J. Adsorption of fluoride by gamma alumina // 12th International Water Technology Conference (IWTC12), — Alexandria, Egypt, 2008. P. 141–151.
13. Шахрай С. Г., Осипенко В. С., Коростовенко В. В., Ребрик И. И., Белянин А. В., Бадртдинов Р. А. Результаты испытания технологии удаления солей из растворов газоочистки алюминиевых заводов методом гальванокоагуляции // Сб. докл. XXXI межд. конф. «ИКСОБА» и XIX межд. конф. «Алюминий Сибири». — Красноярск, 2013. С. 849–850.
14. Шахрай С. Г., Осипенко В. С., Коростовенко В. В. Гальванокоагуляционная обработка растворов газоочистки алюминиевых заводов с целью удаления из них сульфата натрия // Известия вузов. Цветная металлургия. 2013. № 6. С. 57–60.
15. Бузунов В. Ю., Печерская Т. Д., Таянчин А. С. Качество и структура поставок глинозема на алюминиевые заводы РУСАЛ // Сборник докладов первого международного конгресса «Цветные металлы Сибири», 2009. С. 248–254.
16. Xunjun Chen. Modeling of Experimental Adsorption Isotherm Data // Information. 2015. No. 6. P. 14–22.
17. Malakootian M., Moosazadeh M., Yousefi N., Fatehizadeh A. Fluoride removal from aqueous solution by pumice: case study on Kuhbonan water. African J. Environ. Sci. Technol. 2011. Vol. 5, No. 4. P. 299–306.
18. Karthikeyan G., Apparao B. V., Meenakshi S. Defluoridation Properties of Activated Alumina // 2^nd International Workshop on Fluorosis Prevention and Defluoridation of Water. — Nazreth, Ethiopia, 1997. P. 78–82.