Библиографическое описание:Концентрирование слабощелочных алюминатных растворов методом электродиализа : научное издание / Н. В. Васюнина [и др.]. - Текст : непосредственный // Цветные металлы. - 2024. - № 4. - С. 9-14. - ISSN 0372-2929, DOI 10.17580/tsm.2024.04.01.
Аннотация:Выполнен анализ возможности применения электродиализа для переработки слабых алюминатных растворов (подшламовой воды) глиноземного производства в целях их концентрирования и каустификации. Исследования проведены на примере подшламовой воды, отобранной на выходе из газоочистной установки печи спекания АО «РУСАЛ Ачинск». Для проведения испытаний применяли трехкамерную электродиализную ячейку с гетерогенными катионообменными мембранами МК-40. В качестве материала катода и анода использован титановый сплав ВТ1-0. Электродиализ выполняли при межполюсном расстоянии (МПР), равном 3-5 см и плотности тока 0,5-3,0 А/дм<sup>2 </sup>с получением катодного (более концентрированного раствора каустической щелочи) и анодного растворов (опресненного раствора), а также анодного шлама (представленного в основном гидроксидом алюминия). Рассчитано изменение энергии активации удельной электропроводности, показано, что процесс переноса зарядов в исследованном диапазоне концентраций и температур лимитируется диффузионными ограничениями. Выбраны оптимальные режимные параметры процесса электродиализного концентрирования алюминатного раствора: плотность тока ~2 А/дм<sup>2</sup> при МПР, составляющем 4 см. При указанных режимных параметрах рабочее напряжение на ячейке устанавливается через 40-45 мин на уровне 24 В, при этом удельный расход энергии растет от 13,5 до 17,5 кВт·ч/кг щелочи. Определено, что содержание соды в растворе в течение 1 ч снижается с 55 до 25-30 % от общей щелочности при разных режимных параметрах процесса электродиализа. Степень концентрирования общей щелочи в растворе при выбранных режимных параметрах процесса через 1 ч от начала электродиализа доходит до 1,40-1,45.
The article analyzes the possibility of using electrodialysis for processing weak aluminate solutions (sludge water) of alumina production for the purpose of their concentration and causticization. The studies were carried out using the example of sludge water taken at the outlet of the gas cleaning installation of the sintering furnace of JSC RUSAL Achinsk. To carry out the tests, the authors used a threechamber electrodialysis cell with heterogeneous cation exchange membranes MK-40; titanium alloy VT1-0 was used as the cathode and anode materials. Electrodialysis was carried out at an interpolar distance of 3-5 cm and a current density of 0.5-3.0 A/dm2 to produce cathode (more concentrated caustic alkali solution) and anodic solutions (desalinated solution), as well as anode sludge (presented mainly in aluminum hydroxide). The authors calculated the change in the activation energy of specific electrical conductivity. It has been shown that the process of charge transfer in the studied range of concentrations and temperatures is limited by diffusion restrictions. The optimal operating parameters have been selected for the process of electrodialysis concentration of an aluminate solution: current density is about 2 A/dm2 at an interpolar distance of 4 cm. At these operating conditions parameters, operating voltage on the cell achieves 24 V after 40-45 minutes, while the specific energy consumption increases from 13.5 to 17.5 kWh/kg of alkali. It has been determined that the soda content in the solution within an hour decreases from 55 to 25-30% of total alkalinity at various operating parameters of the electrodialysis process. The degree of concentration of total alkali in the solution at the selected process parameters after an hour from the start of electrodialysis reaches 1.40-1.45.
