Инновационная и высокоэффективная комплексная технология получения глинозема

Разработка ЦИПТ «Инновационная и высокоэффективная комплексная технология получения глинозема из российского высококремнистого сырья»

Актуальность проекта:

В настоящее время на территории Российской Федерации имеется ограниченное количество высококачественного низкокремнистого сырья, перерабатываемого с целью получения глинозема для дальнейшего получения глинозема. Следовательно, возникает необходимость импортировать данное сырье из-за рубежа. Стоит отметить, что такая логистика таких перевозок становится с каждым годом все более дорогой и проблематичной. В рамках импортозамещения есть потенциальная возможность для перехода на использование собственного низкокачественного высококремнистого российского сырья, которое менее качественное, но представлено огромными запасами, и которое расположено в относительной близости от глиноземных предприятий. Однако на сегодняшний день не существует технологии, которая бы позволила переработать огромные запасы данного сырья. Исходя из всего вышесказанного, возникает необходимость разработки рациональной технологии переработки отечественного сырья.

Цели и задачи проекта:

  • разработка новой комплексной кислотно–щелочной технологии получения глинозема из российского высококремнистого сырья для преодоления импортозависимости;
  • обеспечение конкурентоспособности отечественной алюминиевой отрасли путем вовлечения в переработку высококремнистого сырья с применением низкосортного (дешевого) технологического топлива.

Преимущества проекта:

Проект нацелен на разработку технологии, которая позволит переработать огромные запасы низкокачественного высококремнистого сырья, что в свою очередь имеет огромное преимущество перед существующими технологиями получения глинозема.

Преимущества кислотных способов получения глинозема:

  • возможность достаточно просто осуществить отделить оксида алюминия от оксида кремния в начале технологического цикла;
  • не требуют применения дефицитной каустической или карбонатной щелочей;
  • возможность переработки местного высококремнистого сырья (глин, каолинов, бокситов с повышенным содержанием кремния, нефелинов и др.), что существенно сокращает транспортные расходы на перевозку сырья.

Планируемые результаты:

  • теоретические исследования по обоснованию выбора технологии производства металлургического глинозема из высококремнистого алюминиевого сырья, и изучения процессов по основным технологическим переделам;
  • экспериментальная лабораторная установка производства металлургического глинозема из высококремнистого алюминиевого сырья, работающая в полунепрерывном (непрерывном) режимах;
  • исходные данные для проектирования глиноземного завода мощностью не менее 1 млн. тонн в год по комплексной технологии переработки высококремнистого алюминиевого сырья;
  • в 2018 году планируется строительство завода по получению глинозема на базе РУСАЛ-Ачинск.

24-25 мая 2016 года ЦИПТ НИТУ «МИСиС» провел совместное научно-техническое совещание НИТУ «МИСиС» и ОК РУСАЛ с участием представителей Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Санкт-Петербургского горного университета и НПК «Механобр-Техника».

Совместным совещанием рассмотрены и обсуждены ход и основные вопросы выполнения прикладных научно-исследовательских экспериментальных работ и формирования плана НИОКТР НИТУ «МИСиС» в кооперации с ОК РУСАЛ на период до 2020 года.

По итогам совещания включили в план НИОКТР НИТУ «МИСиС» на период до 2020 г. инжиниринговые работы, являющиеся стратегическими для ОК РУСАЛ, по освоению промышленной технологии производства глинозема металлургического качества из кремнийсодержащего сырья на ОАО «РУСАЛ Ачинский глиноземный комбинат», в том числе:

  • разработка комплексной технологии переработки красных шламов в товарные продукты;
  • разработка технологий производства высокомаржинальных продуктов в том числе, наноструктурированного глинозема, гидрата алюминия, алюмооксидных антипиренов;
  • разработка компонентов технологии переработки отходов производства глинозема из каолиновых глин;
  • разработка технологии получения безводного хлорида алюминия для металлургических целей;
  • разработка технологии получения компактного оксида алюминия категорий 4N, 5N, кристаллов корунда и специальной керамики из алюминия высокой чистоты;
  • разработка состава и технологии производства покровно-рафинирующего флюса.

В 2016 году на технологической площадке НИТУ «МИСиС» - ООО «ВАК-Это» создается опытно-промышленное производство ООО «ЦИПТ» стратегически значимых материалов и компонентов, в том числе альфа оксида алюминия (лейкосапфира), лигатур магнитных материалов и оказания инжиниринговых комплексных услуг. Для этой цели в рамках инвестиционной программы закуплено опытное технологическое оборудование, расширены площади, сформирован производственно-технологический отдел.

Опытно-промышленная установка предназначена для отработки режимов технологии получения оксида алюминия высокой чистоты, с использованием электрохимического метода окисления.

Производимым продуктом является Al2O3 с содержанием основного компонента не менее 99,99 масс. %, фазовый состав - alpha-Al2O3, по международной классификации соответствует HPA (high purity alumina) категории 4N (содержание примесей до 100 ppm).

В функциональный состав опытно-промышленной установки входят четыре блока:

  • блок подготовки исходного сырья;
  • блок окисления алюминия;
  • блок обработки промежуточного продукта;
  • блок термической обработки продукта.

Основные технические характеристики экспериментального образца установки получения оксида алюминия:

  • производительность: не менее 1 кг Al2O3/сут.

С целью реализации комплексного проекта «Разработка инновационной и высокоэффективной комплексной технологии получения глинозема из российского высококремнистого сырья» создан консорциум исполнителей.

Участники Консорциума:

  • Открытое акционерное общество «РУСАЛ Ачинский глиноземный комбинат» - Индустриальный партнер;
  • Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»» (НИТУ «МИСиС»). Участник консорциума, выполняющий ПНИЭР. Является координатором работы и исполнителем головного раздела проекта по теме: «Разработка инновационной и высокоэффективной комплексной технологии получения глинозема из российского высококремнистого сырья»;
  • Открытое акционерное общество "Научно-производственная корпорация «Механобр-Техника» -Участник консорциума, выполняющий ПНИ. Является исполнителем раздела проекта по теме: «Разработка научно-технологических основ подготовки высококремнистого и сопутствующего сырья для комплексной технологии получения глинозема и комплексного использования выходных компонентов из высококремнистого сырья»;
  • Учреждение Российской Академии наук «Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН» (ИК СО РАН) - Участник консорциума, выполняющий ПНИ. Является исполнителем раздела проекта по теме: «Разработка научно-технологических основ гидротермального разложения хлоридных растворов и промпродуктов для комплексной технологии получения глинозема»;
  • Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» (Горный университет) - Участник консорциума, выполняющий ПНИ. Является исполнителем раздела проекта по теме: «Физико-химические исследования процессов получения глинозема по комплексной технологии и разработка технологических принципов повышения рентабельности производства глинозема из высококремнистого сырья».

НИТУ «МИСиС», как исполнитель головного раздела проекта, во взаимосвязи с Индустриальным партнером координирует работы исполнителей ПНИ, аккумулирует и применяет полученные результаты при формировании комплексной технологии в целом с учетом возможности ее использования Индустриальным партнером.

Ожидаемые результаты проекта:

  • исходные данные для проектирования глиноземного завода мощностью не менее 1 млн. тонн в год по комплексной технологии переработки высококремнистого алюминиевого сырья (с вариантами вовлечения нефелина и каолина сибирских месторождений на металлургический глинозем и использованием бурого угля);
  • технико-экономическая оценка разрабатываемого глиноземного производства по комплексной технологии переработки высококремнистого алюминиевого сырья и бурых углей, которая подтверждает ее конкурентоспособность.