Винахід відноситься до переробки відходів. Технічним результатом винаходу є створення доступного і ефективного способу підготовки золи-винесення, що утворюється при спалюванні вугілля, до використання у виробництві будівельних матеріалів, в якому досягається витяг з нерадіоактивних, рідкісних і рідкісноземельних елементів. У способі підготовки золи-винесення від спалювання вугілля для використання у виробництві будівельних матеріалів, заснованому на сернокислотном вилуговування, золу-винесення обробляють сірчаною кислотою концентрацією 50-300 г / л при співвідношенні маси золи і об'єму розчину 1. 4-10 при температурі 18 90 o С для інтенсифікації процесу вилуговування в розчин вводять добавку хлориду натрію до концентрації по хлорид-іона до 0,5-25,0 г / л. При здійсненні процесу в апараті з перемішуванням процес здійснюють при температурі 40-90 o С протягом 1-6 год, при купчастому вилуговування розчин пропускають через шар попелу самопливом при температурі розчину 18-40 o С, концентрації сірчаної кислоти 50-200 г / л і співвідношенні маси золи і об'єму розчину 1. 5-6. 4 з.п. ф-ли.
Винахід відноситься до області переробки відходів, зокрема до переробки золи-винесення від спалювання вугілля з метою подальшого її використання у виробництві будівельних матеріалів, а також до області отримання рідкісних і рідкоземельних металів. Наявність радіоактивних елементів (уран, торій) в золе- виносу перешкоджає використанню її у виробництві будівельних матеріалів таких, як цемент, газобетон, шлакоблочний цегла та ін. Таке використання золи дозволило б вирішити завдання ліквідації золовідвалів, на яких скупчилися в даний час мільйони тонн золи. У той же час зола містить ряд цінних металів таких, як лантан, церій, иттербий, скандій, галій, ванадій, вилучення яких із зони може окупити всі витрати на її підготовку. При використанні золи в кожному конкретному випадку вона повинна відповідати певним вимогам, тому її піддають спеціальній обробці - готують до використання.
Перед вживанням золи-винесення та будівництві необхідно витягти з неї радіоактивні елементи для того, щоб будівельні вироби не створювали в житлових приміщеннях підвищений радіаційний фон. Попутно з золи-винесення будуть вилучені кольорові і рідкоземельні метали.
Завданням цього винаходу є створення доступного і ефективного способу підготовки золи-винесення, що утворюється при спалюванні вугілля, до використання у виробництві будівельних матеріалів, в якому досягається витяг з неї радіоактивних, рідкісних і рідкісноземельних елементів.
Зазначений технічний результат досягається тим, що в способі підготовки золи-винесення, заснованому на сернокислотном вилуговування, золу-винесення обробляють сірчаною кислотою в різних режимах. При цьому експериментально встановлені інтервали температур, часу обробки, концентрації сірчаної кислоти і концентрації добавки NaCl, підвищує ефективність вилуговування металів з золи.
Для організації багатотоннажний підготовки золи використовують купчасте вилуговування. При цьому розчин сірчаної кислоти пропускають через шар попелу самопливом. Температуру розчину підтримують 18-40 градусів (передбачається природний нагрів в літню пору). Шар золи становить від 0,15 до 1,5 м. Співвідношення маси золи і об'єму розчину сірчаної кислоти беруть 1: 5. Час вилуговування визначається швидкістю просочування розчину через шар попелу і є досить великим для вилучення металів з золи з-за її тонкодисперсного гранулометричного складу і великий опірності шару золи проходженню розчину. Розчин вилуговування як при підготовці золи в апаратах з перемішуванням, так і в разі проведення купчастого вилуговування використовують повторно для обробки нових порцій золи. Це дозволяє досягти збільшення концентрації металів в розчині, бажаною для підвищення ефективності подальшого їх вилучення.
На прикладі вилучення церію (Ce) в розчин було показано, що зі збільшенням температури і тривалості процесу ступінь вишелачіванія зростає. Концентрація сірчаної кислоти змінювалася в інтервалі від 50 до 300 г / л і її вплив в цих межах було незначним.
Встановлено оптимальні умови вилуговування в апараті з перемішуванням: температура -80 градусів, час вилуговування 2 години, Т: Ж = 1: 5. При зміні концентрації сірчаної кислоти в цих умовах були отримані наступні результати: Концентрація кислоти (С, г / л): 50, 100, 200, 300.
Ступінь вилуговування (%): 82, 84, 85, 78.
У разі купчастого вилуговування при температурі 25 градусів і Т. Ж = 1. 5: Концентрація кислоти (г / л): 50, 100, 200, 300.
Ступінь вилуговування (%): 71, 89, 69, 53.
Добавки NaCl в розчин вилуговування призводять в кожному випадку до збільшення ступеня вилуговування на 6-8%.
Таким чином розроблений спосіб, що дозволяє підготувати золу до використання в житловому будівництві, а потім з розчину вилуговування відомими методами отримати колективний концентрат рідкісних, рідкісноземельних і радіоактивних елементів, що направляється далі на їх поділ і отримання чистих металів.
Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами обробки золи-винесення Екібастузьку вугілля.
1. Спосіб підготовки золи-винесення від спалювання вугілля для використання у виробництві будівельних матеріалів, заснований на сернокислотном вилуговування з золи радіоактивних, рідкісних і рідкісноземельних металів і наступному поділі обробленої золи і розчину, що відрізняється тим, що золу-винесення обробляють розчином сірчаної кислоти концентрацією 50 - 300 г / л при співвідношенні маси золи і об'єму розчину 1. 4 - 10 при температурі 18 - 90 o C.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в розчин вилуговування вводять добавку хлориду натрію до концентрації по хлорид-іона 0,5 - 25,0 г / л.
3. Спосіб за п.1 або 2, який відрізняється тим, що сернокислотное вилуговування здійснюють в апараті з перемішуванням при температурі 40 - 90 o C протягом 1 - 6 ч.
4. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що розчин вилуговування пропускають через шар попелу самопливом при температурі розчину 18 - 40 o C, концентрації сірчаної кислоти 50 - 200 г / л і співвідношенні маси золи і об'єму розчину 1. 5 - 6.
5. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що розчин вилуговування з колективним концентратом металів, виділених після обробки першої порції золи, використовують для подальшої обробки чергових порцій золи.