Российские ученые нашли новый электрохимический способ переработки бокситов

Команда российских ученых, объединившая специалистов из Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН, Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова и Уральского федерального университета, объявила о разработке революционного метода переработки бокситовой руды. Эта технология обещает кардинально изменить алюминиевую промышленность, сделав ее как более эффективной, так и значительно более экологически чистой.

Традиционный метод Байера, который десятилетиями был основой производства глинозема (оксида алюминия), имеет серьезный недостаток: если руда содержит большое количество примесей, таких как кремний и железо (до 15%), до 15% ценного алюминия безвозвратно уходит в отходы. Чтобы обойти это ограничение, российские исследователи применили подход, основанный на предварительной электрохимической обработке бокситовой пульпы, находящейся в щелочном растворе.

Как уточнили в Министерстве науки и высшего образования РФ, суть инновации заключается в использовании электрического тока для целевого преобразования нежелательных соединений железа непосредственно внутри частиц руды. «Используя электрический ток, мы можем переформатировать и отделить “вредные” соединения железа внутри частиц боксита. Это позволяет нам затем извлечь существенно больше алюминия. Данная методика открывает путь к рентабельной переработке даже тех месторождений бокситов, которые ранее считались экономически непригодными», — подчеркнули в ведомстве.

Эксперименты показали высокую эффективность процесса: в ходе всего двухчасовой электрохимической обработки более 65% железа трансформируется в магнетит, который легко поддается магнитной сепарации. Часть железа, в свою очередь, оседает прямо на электроде в виде чистого металлического железа. После такой эффективной предочистки, обогащенный боксит направляется на стандартную стадию Байера. Результат поразителен: суммарное извлечение глинозема превышает 90%, что является увеличением на 5% по сравнению с классической технологией.

Ключевым научным достижением стало точное определение судьбы железа в отходах, известных как «красный шлам». Ведущий научный сотрудник ГЕОХИ РАН Дмитрий Валеев пояснил: «Наша задача заключалась в том, чтобы точно идентифицировать конечный продукт трансформации железа. Специальная методика подтвердила, что в шламе преобладает маггемит. Это знание является фундаментом для полного контроля над процессом и его оптимизацией». Образование маггемита позволяет не только снизить токсичность и экологическую нагрузку отходов, но и открывает перспективу для вторичного использования железа.

Исследование, проведенное при финансовой поддержке Минобрнауки России, было опубликовано в рецензируемом журнале Minerals. Разработка имеет потенциал не только повысить рентабельность алюминиевой отрасли, но и обеспечить сырьевую безопасность страны за счет вовлечения в переработку запасов, ранее недоступных для промышленного освоения.