Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ - Патент РФ 2092439
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ФТОРСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: при обработке отходов производства алюминия с целью извлечения из них алюминия частично, щелочных металлов и фтора практически полностью, а также для получения сырьевого материала, содержащего глинозем и энергоноситель. Способ пригоден для утилизации как отработанной футеровки электролизных ванн, так и различных шламов. Сущность: фторосодержащие отходы производства алюминия суспендируют в растворе сульфата алюминия концентрации 40oC165 г/л, нагревают до 50oC100oC и перемешивают в течение 0,5oC4,0 ч до тех пор, пока соединения щелочных металлов и фтора не перейдут в жидкую фазу практически полностью. Затем глиноземуглеродную фракцию (твердый остаток) отделяют одним из известных способов, например фильтрацией, и промывают горячей водой. Глиноземуглеродный остаток и фторидный раствор направляют на переработку. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2092439
Класс(ы) патента: C01F7/54, C22B3/04
Номер заявки: 95113577/25
Дата подачи заявки: 09.08.1995
Дата публикации: 10.10.1997
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Автор(ы): Тунгусов В.П.; Кононов М.П.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Описание изобретения: Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при переработке отходов производства алюминия с целью возврата в производство соединений алюминия, щелочных металлов и фтора, а также углерода. Способ пригоден для утилизации как отработанной футеровки электролизных ванн, так и различных шламов.
Известен способ утилизации отработанной футеровки электролизеров [1] заключающийся в извлечении и возвращении в цикл ценных компонентов, таких, как фториды металлов, щелочь и углерод.
Процесс состоит из нескольких стадий. Отработанную футеровку измельчают до размера частиц ≅ 100 мкм, затем выщелачивают раствором гидроксида натрия (14 г/л) до образования обогащенного фторидом алюминия щелочного раствора и твердого остатка, содержащего углерод. С целью более полного удаления фторидов углеродсодержащий остаток обрабатывают нагретым до 105oC раствором Al2(SO4)3 и H2SO4 (соотношение последних 0,75 1,0). Полученный кислый фтористый раствор отделяют от частиц углерода фильтрованием. Затем раствор перерабатывают в несколько стадий с выделением AlF3 и NaOH. Недостатком способа является то, что процесс выщелачивания ведут в две стадии с использованием реагентов как щелочной, так и кислотной природы. Это усложняем аппаратурное оформление процесса, вызывает дополнительный расход реагентов, увеличивает объемы маточного раствора и промывных вод, подвергаемых затем утилизации и обезвреживанию.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки на криолит фторсодетжащих отходов [2] образующихся при улавливании и очистке отходящих газов производства алюминия электролизом. Отходы обрабатывают раствором сульфата алюминия при перемешивании и нагревании в интервале 40 70oC в течение 0,5 3 часа. Затем через полученный таким образом раствор пропускают газообразный HF. Выдерживают атомное отношение F Al ≈ 3, применяют раствор сульфата алюминия с концентрацией 0,03 0,1 М.
К основным недостаткам способа можно отнести следующее. При столь низких значениях концентрации сульфата алюминия невозможно достичь высокой степени извлечения щелочей и в особенности фтора и тем самым решить основную задачу по обезвреживанию и полной утилизации отходов. При снижении концентрации (см. таблицу) до 30,3 г/л, что приблизительно равно 0,09М и таким образом соответствует верхней концентрационной границе (0,1 М) аналога, выход в жидкую фазу уменьшается для фтора до 82,5% а для оксида натрия до 94,4% Кроме того, получение используемого в аналоге HF в свою очередь сопровождается образованием экологически опасного отхода, фторгипса, и тем самым снижается эффективность способа переработки фторсодержащих отходов.
Техническим результатом изобретения является разделение отходов производства алюминия на криолитофторидную и углеродглиноземную фракции. Первая фракция технологический раствор, пригодный для дальнейшей переработки. И вторая твердый углероглиноземный остаток, который может быть использован, например, в качестве добавки к сырью в спекательном способе производства глинозема или в качестве пигмента в антикоррозионных покрытиях, или просто как экологически чистое топливо, или в каком-либо ином качестве. Таким образом, решается техническая задача изобретения: разделить отходы производства алюминия на фракции, пригодные к полной утилизации наиболее ценных компонентов, в них содержащихся.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки твердых отходов производства алюминия на криолитфторидную и глиноземуглеродную фракции свежий шлам, например шлам влажной газоочистки или старый шлам со шламового поля, суспендируют в растворе сульфата алюминия концентрации 40 165 г/л, нагревают до 50 100oC и перемешивают в течение 0,5 4,0 ч до тех пор, пока соединения щелочных металлов и фтора не перейдут в жидкую фазу практически полностью. Затем глиноземуглеродную фракцию (твердый остаток) отделяют одним из известных способов, например фильтрацией, и промывают горячей водой. Глиноземуглеродный остаток и фторидный раствор направляют на переработку.
Сущность изобретения заключается в том, что применение по способу раствора сульфата алюминия в определенном интервале концентрации делает эффективным одностадийное разделение твердых отходов на криолитфторидную и глиноземуглеродную фракции: приготавливают суспензию из шлама, твердого отхода производства алюминия и раствора сульфата алюминия, нагревают и перемешивают до тех пор, пока твердый остаток, глиноземуглеродная фракция не будет освобождена от фторидов щелочных металлов и алюминия практически полностью. Образование новой фазы, водного раствора, в который переходит криолитфторидная фракция твердых отходов, становится возможным благодаря тому, что создаются условия для образования и растворения в водной среде химических соединений: фторсульфата алюминия, сульфатов щелочных металлов и др. Именно об этом свидетельствуют данные, приведенные в таблице.
Осуществляют способ следующим образом. Навеску высушенного (не обязательно) шлама и определенный объем раствора сульфата алюминия загружают при перемешивании в реактор и нагревают в течение 0,5 4,0 ч при температуре 50 100oC. Обработанный таким образом шлам отделяют и промывают горячей водой.
Была составлена представительная партия шлама со шламового поля одного из крупных заводов отрасли. Сухая часть высушенного при 105oC шлама содержала, мас. Al2O3 8,4; F 12,3; Na2O 9,9; K2O 0,32; CaO 0,77% MgO 0,49% Fe2O3 1,2; SiO2 2,0; прочее в основном углерод. Результаты опытов представлены в таблице.
Пример осуществления способа. 5 г сухого шлама, 40 см3 раствора Al2(SO4)3, концентрации 164,2 г/л и 40 см3 воды загрузили в реактор и перемешивали в течение 4 ч при t 98oC. Затем суспензию профильтровали, твердый остаток промыли на фильтре 250 см3 горячей воды и высушивали при 105oC. Твердый остаток содержал, масс. Al2O3 7,4; Na2O 0,47; F 0,26. Степень извлечения оксида натрия 97% фтора 98%
Приведенные в таблице данные подтверждают высокую эффективность предлагаемого способа переработки твердых отходов производства алюминия на криолитфторидную и глиноземуглеродную фракции: выход в жидкую фазу оксида натрия и фтора достигает 98%
Таким образом, предлагаемый способ позволяет использовать отходы текущего производства и вернуть в технологический процесс со шламовых полей огромные запасы щелочей, фтора, глинозема и углерода, а окружающую среду освободить от высокотоксичных загрязнителей.
Формула изобретения: Способ переработки фторсодержащих отходов производства алюминия электролизом, включающий выщелачивание их раствором сульфата алюминия при повышенной температуре и разделение жидкой и твердой фаз, отличающийся тем, что раствор сульфата алюминия берут с концентрацией 40 165 г/л и выщелачивание ведут при 50 100oС.