Científicos de Rusia, desarrollan tecnología para producir alúmina a partir de cenizas de carbón
Moscú, Rusia, Eurasia.- Científicos del Instituto de Geoquímica y Química Analítica que llevan su nombre. V.I. Vernadsky RAS (Moscú), Universidad Federal de los Urales. el primer presidente de Rusia B.N. Yeltsin (Ekaterimburgo) y la Universidad de Tongji (Shanghai, China) han desarrollado una tecnología para producir alúmina a partir de cenizas de carbón, un subproducto de las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Dado que la alúmina es necesaria para la producción de aluminio, el enfoque propuesto reducirá el coste de obtención de este metal y también permitirá eliminar los residuos generados en grandes cantidades.
Alúmina es el nombre que se le da al óxido de aluminio, el cual es muy utilizado en diversas industrias, pero se utiliza principalmente en la producción de aluminio metálico. Los volúmenes de producción aumentan cada año, por lo que las fábricas necesitan alúmina barata pero de alta calidad. Los estudios muestran que la materia prima para su producción pueden ser diversos desechos industriales, incluidos los desechos de cenizas (cenizas de carbón), un subproducto de la combustión del carbón en las centrales térmicas. Cada año, las centrales eléctricas de todo el mundo producen más de 1.000 millones de toneladas de cenizas de carbón, que se almacenan en campos de lodos y pueden acabar en suelos y masas de agua, contaminándolos. Por lo tanto, el uso de cenizas y escorias para producir alúmina ayudará a preservar el medio ambiente alrededor de las centrales eléctricas.
Los autores del trabajo proponen una tecnología para producir alúmina de alta calidad a partir de cenizas y escorias, en la que la materia prima se procesa secuencialmente con varios reactivos químicos. Utilizaron cenizas obtenidas del funcionamiento de la central eléctrica del distrito estatal de Reftinskaya, la central eléctrica de carbón más grande de Rusia, ubicada en la región de Sverdlovsk. Primero, las cenizas se disolvieron en una mezcla de ácido sulfúrico y bisulfato de amonio a una temperatura de 200 °C durante tres horas. La solución resultante se enfrió, lo que dio como resultado alumbre de aluminio y amonio, una sal compleja de amonio, aluminio y ácido sulfúrico. Luego se purificaron aún más de las impurezas de hierro, se disolvieron en agua y se precipitaron en forma de mineral alunita en la superficie de la semilla, que era el mineral boehmita. Al mismo tiempo, los investigadores cambiaron los volúmenes de reactivos utilizados, la temperatura y la duración de la deposición para determinar qué condiciones permitieron obtener la mayor cantidad de alunita. En las etapas finales de la síntesis, la alunita se lavó con amoníaco para eliminar el azufre y se coció en un horno a 950 °C.
Resultó que la cantidad máxima de alunita, un producto intermedio de síntesis, se puede obtener en ocho horas, cuando la solución se calienta a 90 °C. En este caso, la eficiencia de deposición es del 88%.
Los análisis químicos mostraron que el tamaño de las partículas y la pureza de la alúmina producida con el método propuesto cumplen con los requisitos de las normas estatales de Rusia, China e India. Por lo tanto, el producto resultante puede ser utilizado por refinerías de alúmina tanto nacionales como extranjeras.
“La principal innovación del método propuesto fue la posibilidad de depositar aluminio en forma de alunita sin utilizar reactivos adicionales, por ejemplo gas amoníaco. El uso de boehmita, en lugar de la gibbsita utilizada tradicionalmente, como semilla permitió reducir la temperatura de calcinación de la alúmina en 300 grados. De este modo, los costes energéticos se reducen en un 30 por ciento. En el futuro, planeamos optimizar la duración del proceso de deposición y obtener polvo de boehmita puro sin mezcla de azufre para eliminar la etapa de purificación adicional”, dice el jefe del proyecto, financiado con una subvención de la Fundación Científica Rusa, Dmitry Valeev, candidato de Ciencias Técnicas, investigador principal del Laboratorio de Métodos de Sorción del Instituto Geoquímico de la Academia de Ciencias de Rusia.
