Способ использования отходов водородообразующего вещества (гидроокись алюминия), относящийся к процессу регенерации отработанного водородного топлива, причем водородное топливо (водородообразующее вещество) было получено при использовании явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей (самопроизвольного диспергирования алюминия или алюминийсодержащих материалов) и было использовано преимущественно в двигателях внутреннего сгорания для образования водорода по требованию, при этом отходы перерабатываются совместно с бокситами
Владельцы патента RU 2458003:
Рахматуллин Рим Мухаметович (RU)
Абанин Рудольф Александрович (RU)
Блюмкин Сергей Павлович (RU)
Изобретение относится к способу использования отходов водородообразующего вещества (гидроокись алюминия), относящемуся к процессу регенерации отработанного водородного топлива. Причем водородное топливо (водородообразующее вещество) было получено при использовании явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей (самопроизвольного диспергирования алюминия или алюминийсодержащих материалов) и было использовано преимущественно в двигателях внутреннего сгорания для образования водорода по требованию. При этом отходы перерабатываются совместно с бокситами. Способ заключается в том, что отработанное водородообразующее вещество направляется в измельчительные агрегаты для совместной обработки с измельчаемым бокситом в щелочной среде. Настоящий способ позволяет рационально использовать отработанную массу, образующуюся при использовании водородного топлива.
Изобретение относится к металлургии и одновременно к водородному топливу, в частности к Байер-процессу при производстве алюминия и одновременно к регенерации водородного топлива, причем водородного топлива, полученного при использовании открытия - "явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей".
Изобретение относится к области пионерных (базовых) изобретений.
Основным этапом получения глинозема из бокситовой руды является извлечение из нее гидроокиси алюминия. Наиболее простым и распространенным способом извлечения из боксита гидроокиси алюминия является способ, предложенный Байером и называемый Байер-процессом.
Процесс Байера - процесс получения чистой гидроокиси алюминия - включает нагревание боксита с едким натром, фильтрование, осаждение гидроокиси алюминия из алюминатных растворов и ее прокаливание для выделения чистого глинозема.
Получающийся безводный глинозем пригоден для использования в процессе электролиза алюминия по методу Холла-Эру. Заключительная стадия производства алюминия включает его электролитическое восстановление из чистой окиси алюминия, полученной в процессе Байера. Этот способ извлечения алюминия основывается на том (открытом Холлом и Эру) факте, что когда глинозем растворяется в расплавленном криолите, при электролизе раствора выделяется алюминий.
Процесс Байера, используемый для очистки боксита в процессе получения алюминия, в том числе стадия измельчения боксита и его обработки в щелочи, хорошо известен. Это наиболее широко используемый в мире способ и детали его технологического оформления широко описаны в литературе и в Интернете.
Все крупнейшие глиноземные предприятия мира с 1893 года и до сего времени работают методом К.И.Байера, который запатентовал в 1889 году свой способ производства оксида алюминия из низкокремнистых бокситов, будучи инженером-химиком Тентелеевского завода в России, в Петербурге.
Боксит, поступающий со склада, дробят, после чего размалывают в среде концентрированного щелочного раствора. Этим раствором боксит затем выщелачивают, чтобы перевести гидрооксид алюминия в раствор.
Известны патентные разработки:
патентный приоритет №2004100801 от 2004.01.08, дата публикации 2005.06.20, авторы С.П.Блюмкин и Р.М.Рахматуллин "ВОДОРОДООБРАЗУЮЩАЯ ТВЕРДАЯ МАССА И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В ДВИГАТЕЛЯХ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ",
патентный приоритет №2004100933 от 2004.01.12, дата публикации 2005.09.10, авторы С.П.Блюмкин и Р.М.Рахматуллин "СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ ВОДОРОДООБРАЗУЮЩЕГО КОМПОНЕНТА ИЗ ОТВАЛЬНЫХ ШЛАКОВ И(ИЛИ) ЭЛЕКТРОЛИТОВ ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА И(ИЛИ) ЭЛЕКТРОЛИЗА АЛЮМИНИЯ И(ИЛИ) МАГНИЯ", и другие патентные разработки авторов относящиеся к водородному топливу на основе алюминия при использовании явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей.
Суть вышеописанных патентных разработок, заключается в том, что алюминий подвергают плавке в едкой щелочи, происходит явление самопроизвольного диспергирования алюминия, в итоге получается конгломерат, состоящий из высокодисперсных частиц алюминия и щелочи. Полученное вещество является водородообразующим (водородное топливо). При подаче воды в данное водородообразующее вещество происходит реакция производства водорода по принципу "водород по требованию".
После использования водородообразующего вещества отработанная масса представляет собой смесь-конгломерат высокодисперсной гидроокиси алюминия и дисперсной щелочи. Согласно рациональности необходимо с пользой применить данное ценное сырье.
Таким образом, отработанное водородообразующее вещество, соответствует веществу, которое используется в процессе производства алюминия, а именно на стадии измельчения боксита и его обработки в щелочи, так как на стадии измельчения боксита и его обработки в щелочи необходима гидроокись алюминия и щелочь, а отработанное водородообразующее вещество, содержит гидроокись алюминия и щелочь.
В дальнейшем полученная масса используется преимущественно в процессе производства алюминия. Алюминий в дальнейшем может быть превращен в водородное топливо по методу авторов.
Применение отработанного водородного топлива для направления в измельчительные агрегаты для совместной обработки с бокситом в щелочной среде даст существенную многогранную пользу: экономию сырья для производства алюминия, так как изначально содержит щелочь и дисперсный гидрооксид алюминия, снижение трудоемкости и энергозатрат процесса производства алюминия, а также экономическую выгоду за счет регенерации водородного топлива - возобновляемого топлива.
Можно привести следующей пример. Водородообразующая масса(водородное топливо), полученное при использовании "явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей", по сути это конгломерат-смесь из высокодисперсного алюминия и щелочи, было использовано, преимущественно в ДВС, то есть в водородное топливо подавалось вода, происходила реакция производства водорода, причем по принципу "водород по требованию". После использования водородное топливо превратилось в смесь дисперсных частиц гидроокиси алюминия и щелочи. Согласно рациональности, необходимо с пользой использовать полученный осадок. По сути, отработанное водородное топливо является массой, которая соответствует сырью для процесса производства алюминия,
а именно на стадии измельчения боксита и его обработки в щелочи, где отработанное водородное топливо после соответствующей обработки используется в качестве затравки.
Таким образом отработанное водородное топливо, используется для процесса производства алюминия, а именно направляется в измельчительные агрегаты, например шаровые мельницы, для совместной обработки измельчаемым бокситом в щелочной среде.
В дальнейшем алюминий может быть вновь превращен в водородное топливо, по методу авторов.
Государство или заинтересованные организации или физические лица, обладающие соответствующими финансами, могут купить у авторов права на эту ключевую промышленную интеллектуальную собственность, а также купить у авторов специальные технические знания ноу-хау, относящиеся к данному изобретению (и/или всему блоку наших патентных разработок: по водородному топливу, по тяжелой промышленности, по черной металлургии, по цветной металлургии как тяжелых, так и легких металлов, по конверсиям ВПК, по экологии, по нанотехнологиям, по противодействию опустыниванию, по тушению лесных пожаров, по лыжам для армии и МЧС и другим узловым темам), а также консультации авторов только по узловым вопросам.
Список использованной литературы.
1. Журнал "Наука и Жизнь", 1960-1994 годы.
2. Материалы базы данных изобретений Роспатента на официальном Интернет сайте ФИПС.
3. Описание изобретения к авторскому свидетельству №176790 (Кл.491, 3; МП №B23N) - "Способ получения алюминиевого порошка" авторов: С.Н.Кузнецова, В.В.Фокина и Р.М.Рахматуллина. Дата опубликования описания 14.1.1966.
4. Описание изобретения к авторскому свидетельству №393326 (М. Кл. C21D 1/46) - "Способ раскисления щелочных и соляно-шелочных ванн" авторов: Э.К.Васильевой и Р.М.Рахматуллина. Дата опубликования описания
5. Материалы заявки на открытие "Самопроизвольное диспергирование алюминия и магния в расплавах щелочей" авторов: Р.М.Рахматуллина, В.В.Фокина, В.К.Щербакова, С.И.Кузнецова с приоритетом от 17.06.1982 №32-ОТ-10-10521.
6. Материалы заявки на изобретение, патентный приоритет №2004100801 от 2004.01.08, дата публикации 2005.06.20, авторы С.П.Блюмкин и Р.М.Рахматуллин "Водородообразующая твердая масса и способ ее применения, преимущественно в двигателях внутреннего сгорания",
7. Материалы заявки на изобретение, патентный приоритет №2004100933 от 2004.01.12, дата публикации 2005.09.10, авторы С.П.Блюмкин и Р.М.Рахматуллин "Способ образования водородообразующего компонента из отвальных шлаков и(или) электролитов литейного производства и(или) электролиза алюминия и(или) магния" и другие патентные разработки авторов.
8. Беляев А.И. Металлургия легких металлов. М.: Металлургия, 1978.
9. Воскобойников В.Г., Кудрин В.А., Якушев A.M. Общая металлургия. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004 г.
10. Сандлер Р.А., Ратнер А.Х. Электрометаллургия алюминия и магния. Л., 1983.
11. Тарарин С.В. Электролиз расплавленных солей. М.: Металлургия, 1982.
12. Сушков А.И. Металлургия алюминия. М.: Металлургия, 1971.
13. Веткжов М.М., Цыплаков А.М., Школьников С.Н. Электрометаллургия алюминия и магния. - М.: Металлургия, 1987. - 320 с.
13. Материалы Интернет сайта http://etojob.ru/index_d_1.html
14. Материалы Википедия, http://ru.wikipedia.org и http://en.wikipedia.org
15. Материалы Средств Массовой Информации.
16. Материалы всемировой информационной сети Интернет.
Способ использования отходов водородообразующего вещества (гидроокись алюминия), относящийся к процессу регенерации отработанного водородного топлива, причем водородное топливо (водородообразующее вещество) было получено при использовании явления самопроизвольного диспергирования алюминия и магния в расплавах щелочей (самопроизвольного диспергирования алюминия или алюминийсодержащих материалов) и было использовано преимущественно в двигателях внутреннего сгорания для образования водорода по требованию; при этом отходы перерабатываются совместно с бокситами, заключающийся в том, что отработанное водородообразующее вещество направляется в измельчительные агрегаты для совместной обработки с измельчаемым бокситом в щелочной среде.
