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ES2638828T3 - Preparación de producto que contiene alúmina aglomerada - Google Patents

Preparación de producto que contiene alúmina aglomerada Download PDF

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ES2638828T3
ES2638828T3 ES11707222.3T ES11707222T ES2638828T3 ES 2638828 T3 ES2638828 T3 ES 2638828T3 ES 11707222 T ES11707222 T ES 11707222T ES 2638828 T3 ES2638828 T3 ES 2638828T3
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ES
Spain
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aluminum
remnant
granules
briquettes
remnants
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ES11707222.3T
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English (en)
Inventor
Samuel Hewitt
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BUMATECH Pty Ltd
Original Assignee
BUMATECH Pty Ltd
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Abstract

Un proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alúmina aglomerada en ausencia de un aglutinante, el proceso comprende las etapas de: a) proporcionar un remanente de aluminio en polvo que contiene valores de aluminio en forma de Al2O3, AlN y Al(m); b) humedecer el remanente de aluminio en polvo al mezclarlo con agua para obtener una mezcla de remanente de aluminio humedecida moldeable; c) dar forma de gránulos o briquetas a la mezcla de remanente de aluminio humedecida; d) introducir los gránulos o briquetas aglomerados formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida en un recipiente de presión; e) permitir que se produzca una reacción exotérmica espontánea entre los componentes de los gránulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida a presión y temperatura elevadas; durante dicha reacción se forma gas amoníaco; f) dejar que los gránulos o briquetas aglomerados se sequen parcialmente para que adquieran suficiente resistencia para que se los retire del recipiente de presión; g) retirar los gránulos o briquetas parcialmente secos del recipiente de presión; y h) opcionalmente recoger el gas amoníaco formado durante la reacción exotérmica espontánea entre los componentes de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida.

Description

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Preparacion de producto que contiene alumina aglomerada.
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un metodo para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada que es util como componente de una escoria sintetica para uso en la produccion de acero.
Antecedentes de la invencion
La industria del acero utiliza escorias sinteticas en la produccion de acero secundario. Los roles de las escorias sinteticas son variados e incluyen la inclusion de ingenierla, desulfuracion y transferencia termica durante el recalentamiento del cazo.
Se utilizan diferentes composiciones de escoria sintetica para diferentes propositos. Los ejemplos de componentes de dichas composiciones de escoria sintetica incluyen alumina (Al2O3), cal (CaO) y, a veces, MgO y otros componentes en cantidades menores. La naturaleza y cantidad de dichos componentes de las composiciones de escoria sintetica finales utilizadas en la produccion de acero las determina el fabricante de acero y no son aspectos de la presente invencion en si mismos. La presente invencion se refiere al componente de alumina que se introduce, si es necesario, en dichas composiciones de escoria sintetica. La alumina se agrega para bajar el punto de fusion de la escoria sintetica y volverla de este modo mas fluida a temperatura de trabajo. Un producto que contiene alumina que se utiliza como componente de un fundente en dicho proceso de produccion de acero debe ser particulado, con una distribucion de tamano mayor que alrededor de 3 mm y menor que alrededor de 60 mm en la dimension transversal. Esta limitacion es general debido a la naturaleza de los disenos y dinamica de los hornos que excluye el uso de productos mas finos o en polvo.
La presente invencion se refiere al uso de un producto de desecho, a saber, remanentes de aluminio en polvo derivados de fundidores de aluminio, como materia prima para producir un producto aglomerado que contiene alumina que se puede utilizar como componente de las escorias del tipo en cuestion. Los remanentes de alumina en polvo son el desecho final despues de que todo el metal aluminio recuperable se retiro de un remanente que se origino en un horno fundidor de aluminio. De forma convencional, en la recuperacion del metal aluminio residual del remanente de aluminio que se origina de un horno de aluminio se utiliza un proceso de molienda para reducir el remanente endurecido a un polvo. A continuacion, se pasa el remanente en polvo a traves de tamices y filtros y el metal aluminio se recupera de los tamices y filtros mientras que el producto que pasa a traves de los tamices y filtros, conocido como remanente de aluminio en polvo, se trata como material de desecho. Grandes tonelajes de este material de desecho terminan en escombreras. Sin embargo, parte del remanente producido de esta forma durante la recuperacion de aluminio del remanente tambien se ofrece a la venta mediante operaciones de recuperacion de aluminio. El remanente que se ofrece a la venta, tlpicamente, se ofrece en diferentes grados de fineza que se originan de las diferentes operaciones de tamizacion y filtracion. Por lo tanto, el llamado «remanente grueso» tlpicamente tiene una distribucion de tamano de partlcula menor que 1 mm en su dimension transversal maxima. El «remanente fino» o «remanente de filtro» que tiene un tamano de partlcula, tlpicamente, menor que 200 pm es otro producto disponible.
El principal componente del remanente de aluminio en polvo es la alumina (A^O3) que tlpicamente representa entre 30 % y 60 % de la masa del remanente. Ademas, tlpicamente, el remanente de aluminio en polvo contiene metal aluminio. A pesar de los esfuerzos para recuperar lo maximo posible de contenido de aluminio de la escoria en polvo, tlpicamente, puede contener entre alrededor de 1 % y alrededor de 10 % de metal aluminio (Alm) en masa. Ademas, tlpicamente, el remanente de aluminio en polvo contiene valores en forma de nitruro de aluminio (AlN) que esta presente, tlpicamente, en el remanente en una cantidad que representa alrededor de 12 % a alrededor de 30 % de la masa del remanente. Se ha establecido que los productos de remanente mas finos, en general, tienen un contenido mas bajo de Al(m) que los productos de remanente mas gruesos.
Otros componentes que estan tlpicamente presentes en el remanente de aluminio en polvo y las cantidades en que estan presentes, si estan presentes, son los siguientes:
Fe2O3 - hasta 1,0 %
MnO - hasta 0,2 %
Cr2O3 - hasta 0,02 %
V2O5 - hasta 0,15 %
TiO2 - hasta 0,2 %
CaO - hasta 1,5 %
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K2O - hasta 0,7 %
S - hasta 0,2 %
P2O5 - hasta 0,3 %
SiO2 - hasta 5 %
MgO - hasta 5 %
En la solicitud de patente del solicitante WO 2009/004565 se describio que la alumina presente en el remanente de aluminio en polvo se puede utilizar como fuente de alumina para un fundente de desulfuracion en la industria de produccion de acero al convertir el remanente de aluminio en polvo en un producto aglomerado en forma de granulos o briquetas con la ayuda de un material aglutinante, a saber, cemento, y, en particular, un cemento con alto contenido de alumina. En el metodo descrito en WO 2009/004565, el remanente en polvo se mezcla con el cemento y agua y se aglomera en granulos o briquetas que se esparcen a la atmosfera abierta y se dejan secar, y despues se calcinan mediante una combustion autosostenible de los granulos o briquetas en un horno de secado vertical.
El documento DE 103 26 611 A1 describe un proceso para convertir el remanente de aluminio en polvo en un producto aglomerado que contiene alumina. El remanente de aluminio en polvo que comprende 50-80 % de Al2O3, AlN y metal Al se mezcla con agua y un aglutinante que contiene CaO para formar granulos o briquetas. La reaccion espontanea de los componentes humedecidos conduce a la formacion de amonlaco. A continuacion, los granulos se introducen en un recipiente de presion donde se produce el secado.
El solicitante ahora ha hallado un metodo mediante el cual se puede producir el producto que contiene alumina aglomerada a partir de remanentes de aluminio en polvo sin la necesidad de introducir un aglutinante, de esta manera se evita la introduccion de elementos y componentes extranos, cuyos elementos o componentes no son necesarios en la composicion del fundente cuando el producto que contiene alumina se utiliza como componente de una escoria sintetica en la produccion de acero.
Objeto de la presente invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para producir un producto que contiene alumina aglomerada a partir de un remanente de aluminio en polvo que es util como componente de una composicion de escoria sintetica utilizada en la produccion de acero.
Compendio de la invencion
Segun la presente invencion, se proporciona un proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada en ausencia de un aglutinante, el proceso comprende las etapas de:
a) proporcionar un remanente de aluminio en polvo que contiene valores de aluminio en forma de A2O3, AlN y Al(m);
b) humedecer el remanente de aluminio en polvo al mezclarlo con agua para obtener una mezcla de remanente de aluminio humedecida moldeable;
c) dar forma de granulos o briquetas a la mezcla de remanente de aluminio humedecida;
d) introducir los granulos o briquetas aglomerados formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida en un recipiente de presion;
e) permitir que se produzca una reaccion exotermica espontanea entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida a presion y temperatura elevadas; durante dicha reaccion se forma gas amonlaco;
f) dejar que los granulos o briquetas aglomerados se sequen parcialmente para que adquieran suficiente resistencia para que se los retire del recipiente de presion;
g) retirar los granulos o briquetas parcialmente secos del recipiente de presion; y
h) opcionalmente recoger el gas amonlaco formado durante la reaccion exotermica espontanea entre los componentes de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida.
En una aplicacion de la invencion, los granulos o briquetas aglomerados parcialmente secos se pueden transferir a un horno de secado y calcinarse si la composicion de los granulos o briquetas parcialmente secos es adecuada para calcinacion.
Tanto los granulos o briquetas parcialmente secos como los granulos o briquetas calcinados, tras la retirada del
recipiente de presion u horno de secado, segun sea el caso, son adecuados para uso como componente de una escoria sintetica para uso en la produccion de acero.
El remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso de la invencion se puede originar a partir del remanente formado en un fundidor de aluminio cuyo remanente se ha molido o reducido de otra forma a un polvo con el fin de 5 recuperar aluminio del remanente producido durante el proceso de fusion. Sin embargo, preferiblemente, el remanente se origina a partir de un fundidor de aluminio primario o a partir de un fundidor secundario que no utiliza ninguna sal para el fundente. Si el uso final para el cual se aplicara el producto que contiene alumina aglomerada no es sensible a la presencia de sales utilizadas convencionalmente durante la fusion de aluminio secundario, el remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso de la invencion tambien puede originarse, alternativamente, 10 a partir de dichos fundidores de aluminio secundario.
El remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso de la invencion preferiblemente tiene una distribucion de tamano de partlcula menor que 1 mm en la dimension transversal maxima de las partlculas. En una forma preferida de la invencion menos de 30 % en masa y, mas preferiblemente, menos de 20 % en masa del remanente de aluminio en polvo tiene una dimension transversal maxima menor que 200 pm, el resto tiene dimensiones 15 transversales seccionales de entre 200 pm y 1 mm.
El remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso de la invencion esta compuesto predominantemente por metal aluminio residual, nitruro de aluminio (AlN) y alumina (Al2O3). Por lo tanto, el remanente de aluminio en polvo contiene, preferiblemente, entre alrededor de 30 % y alrededor de 60 % de alumina, entre alrededor de 12 % y alrededor de 30 % de AlN y entre alrededor de 1 % y alrededor de 10 % de metal aluminio. En una forma preferida 20 de la invencion, el remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso de la invencion contiene al menos 2,0 % de metal aluminio. Por lo tanto, cuando todos los valores de aluminio en el remanente de aluminio en polvo se expresan como A2O3 el contenido de alumina del remanente de aluminio puede ser, tlpicamente, entre 70 % y 110 %. En la forma preferida de la invencion, la composicion de la alumina en el remanente tiene mas de 80 % de aluminio (expresado como A^Oa).
25 Otros componentes tlpicos del remanente de aluminio en polvo son los siguientes:
Fe2O3 - hasta 1,0 %
MnO - hasta 0,2 %
Cr2O3 - hasta 0,02 %
V2O5 - hasta 0,15 %
30 TiO2 - hasta 0,2 %
CaO - hasta 1,5 %
K2O - hasta 0,7 %
S - hasta 0,2 %
P2O5 - hasta 0,3 %
35 SiO2 - hasta 5 %
MgO - hasta 5 %
Na como Na2O - hasta 5 %
Ademas, segun la presente invencion, el producto en granulos o briquetas aglomerado se forma para tener una distribucion de tamano de entre 3 mm y 60 mm en la dimension transversal maxima.
40 El producto en granulos o briquetas aglomerado puede tener, preferiblemente, una distribucion de tamano de entre 3 mm y 40 mm en la dimension transversal maxima.
La etapa de dar forma de granulos o briquetas a la mezcla de remanente de aluminio humedecida puede comprender cualquier metodo adecuado para lograr dicho objetivo. Preferiblemente, la etapa comprende un proceso de granulacion en el que se utiliza una bandeja de granulacion. Asimismo, se puede utilizar cualquier equipo de 45 formacion de briquetas adecuado para dar forma de briquetas a la mezcla de aluminio humedecida, si se prefiere dicha forma de producto.
La reaccion en el recipiente de presion entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida preferiblemente se lleva a cabo a una presion de entre 10 y 30 kPa (presion efectiva). Esta presion se puede lograr al utilizar un recipiente de presion que tiene instalado un conducto
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de extraccion de gas cuyo extremo de descarga esta ubicado en un recipiente de reaccion que esta abierto a presion atmosferica y que contiene un ilquido adecuado y colocar el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas a una profundidad suficiente por debajo de la superficie del ilquido en el recipiente de reaccion para tener una aitura de llquido entre el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas y la superficie del llquido, cuya altura de llquido corresponde a la presion requerida en el recipiente de presion. Por lo tanto, el gas amonlaco que se forma durante la reaccion entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida se burbujea a traves del llquido en el recipiente de reaccion. En una forma preferida de esta realizacion de la invencion, el proceso se ejecuta al introducir un volumen suficiente de llquido en el recipiente de reaccion para tener una altura de llquido por encima del extremo de descarga del conducto de extraccion de gas para dar lugar a una presion de alrededor de 10 kPa en el recipiente de presion cuando se produce la reaccion espontanea entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida, y agregar de forma periodica mas llquido al recipiente de reaccion, para provocar, de esta manera, que la presion aumente hasta 30 kPa.
En una forma de este aspecto de la invencion, el llquido en el recipiente de reaccion puede ser agua, mediante la cual se recupera el gas amonlaco como una disolucion de amonlaco al burbujearlo a traves del agua en el recipiente de reaccion. Alternativamente, el llquido en el recipiente de reaccion puede ser acido sulfurico diluido, mediante el cual se provoca que el gas amonlaco haga reaccion con el acido sulfurico para producir una disolucion de sulfato de amonio al burbujearlo a traves del acido sulfurico diluido en el recipiente de reaccion. Cuando se produce una disolucion de sulfato de amonio de esta manera, se prefiere tener como objetivo lograr una disolucion de sulfato de amonio al 38 % antes de que se drene el recipiente de reaccion y se vuelva a cargar con acido sulfurico diluido. Esta etapa se puede controlar al monitorizar el pH o la densidad de la disolucion en el recipiente de reaccion y agregar mas acido sulfurico a medida que este se consume durante la reaccion con el amonlaco introducido en el recipiente de reaccion.
La reaccion espontanea entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida es una reaccion exotermica y no se determino que fuera necesario controlar la temperatura a la que procede la reaccion. El calor generado durante esta reaccion tambien sirve para sacar el agua de los granulos o briquetas formados y, por lo tanto, secar al menos parcialmente los granulos o briquetas formados y aumentar la resistencia mecanica en verde de los granulos o briquetas.
Sin animo de cenirnos a ninguna teorla, parecerla que la reaccion exotermica espontanea entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida que se produce en el recipiente de presion es, o al menos incluye, una reaccion entre el AlN en el remanente de aluminio en polvo y el agua, mediante la cual se forman amonlaco y Al(OH)3 y AlO(OH) con la liberation de energla en forma de calor. El calor liberado sirve para sacar parcialmente los granulos o briquetas y posiblemente tambien tiene otros efectos flsicos o fisicoqulmicos que sirven para aumentar la resistencia en verde de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida.
Dichos granulos o briquetas se pueden retirar del recipiente de presion cuando la reaccion se ha completado o esta cerca de completarse. Los granulos o briquetas producidos de esta forma se denominan en la presente granulos o briquetas parcialmente secos.
El metodo de la presente invencion tambien incluye la etapa adicional opcional de reducir el contenido de metal aluminio de los granulos o briquetas parcialmente secos al calcinar el producto aglomerado en un horno de secado de una manera utilizada convencionalmente para calcinar diversos productos.
En este sentido, se hallo que los granulos o briquetas parcialmente secos son combustibles mediante la combustion autosostenible de los mismos. Por consiguiente, una caracterlstica adicional de la presente invencion es convertir los granulos o briquetas parcialmente secos en un producto que sustancialmente no genera humo con una perdida de masa baja tras la ignition al encender el producto aglomerado y quemar el producto aglomerado. Esta etapa se lleva a cabo, preferiblemente, en un horno de secado vertical al introducir los granulos o briquetas parcialmente secos en un horno de secado vertical, encender los granulos o briquetas aglomerados en el horno de secado vertical al inflamar los granulos o briquetas en o cerca del extremo inferior del horno de secado y dejar que la combustion autosostenible de los granulos proceda hacia arriba a lo largo del horno de secado y retirar los granulos o briquetas calcinados del extremo inferior del horno de secado vertical y reponer la carga del horno de secado con granulos o briquetas parcialmente secos en el extremo superior del horno de secado vertical.
Nuevamente, sin animo de cenirnos a ninguna teorla, parecerla que la combustion autosostenible de los granulos o briquetas parcialmente secos se puede atribuir a la oxidation durante la combustion del metal aluminio residual en los granulos o briquetas parcialmente secos que proporciona el calor para la combustion, durante dicha reaccion el metal aluminio se convierte en alumina.
Segun un aspecto adicional de la invencion, se proporciona el uso de granulos o briquetas aglomerados calcinados o no calcinados, producidos a partir de remanentes de alumina en polvo mediante el proceso que se describio anteriormente, como fuente de alumina en una escoria sintetica para uso en la production de acero.
Nuevamente, el uso de producto aglomerado calcinado puede ser, preferiblemente, de un producto que tiene una distribucion de tamano de entre 3 mm y 60 mm en la dimension transversal maxima.
El producto aglomerado puede ser nuevamente, ademas, preferiblemente un producto granulado.
La invencion proporciona, ademas, un producto aglomerado en forma de granulos o briquetas para uso como fuente 5 de alumina en una escoria sintetica utilizada en la produccion de acero cuyo producto aglomerado contiene predominantemente alumina, AlN y boemita.
Ademas, la invencion proporciona un producto aglomerado en forma de granulos o briquetas para uso como fuente de alumina en una escoria sintetica utilizada en la produccion de acero, dicho producto aglomerado contiene los siguientes compuestos de aluminio en el %p. segun se indica y determina mediante analisis de difraccion de rayos 10 X, en el cual se determinaron las concentraciones de fases mediante analisis cuantitativo de Rietveld utilizando el programa informatico DIFFRAC-plus TOPAS:
35 % a 55 % de alumina en forma de corindon, 10 % a 30 % de AlN,
15 4 % a 11 % de boemita,
2 % a 6 % de gibbsita 2 % a 8 % de brownmillerita,
2 % a 8 % de diayudaoita,
2 % a 6 % de metal aluminio y 20 1 % a 4 % de andalucita.
Se hallo que el contenido de boemita en las briquetas producidas mediante la invencion esta presente en una cantidad significativamente mas alta que en el remanente de alumina en polvo a partir del cual se produce el producto aglomerado y presumiblemente actua como aglutinante para el producto aglomerado. Por lo tanto, la 25 invencion tambien proporciona un producto aglomerado en forma de granulos o briquetas para uso como fuente de alumina en una escoria sintetica utilizada en la produccion de acero, cuyo producto aglomerado se produce a partir de un remanente de alumina en polvo y se caracteriza porque contiene un %p. de boemita mas alto que el remanente de alumina en polvo a partir del cual se produce.
30 Ejemplos de la invencion
A continuacion, se describiran ejemplos de la presente invencion sin limitar por medio de estos el alcance de la invencion a las realizaciones ilustrativas.
Ejemplo 1 Preparacion de granulos aglomerados
Se pesaron 1200 kg de remanente de aluminio en polvo grueso y 300 kg de remanente de aluminio en polvo fino 35 recibidos en bolsas a granel de operaciones de recuperacion de aluminio y se mezclaron completamente. Estas cantidades se determinaron para auxiliar en la formacion de granulos durante el proceso de granulacion. La mezcla se coloco en una bandeja de granulacion con circulacion. Se agrego agua a la bandeja por medio de una barra pulverizadora. La adicion de agua se ajusto por medio de una valvula hasta que se formaron los granulos en la bandeja. Los granulos formados se descargaron automaticamente sobre un sistema de transporte cuando el tamano 40 del granulo alcanzo 3mm.
Los granulos formados se transfirieron a un recipiente de presion al que se instalo un conducto de extraccion de gas cuyo extremo de descarga estaba ubicado en un recipiente de reaccion que estaba abierto a presion atmosferica y que contenla acido sulfurico diluido (acido sulfurico al 10 % en agua) hasta una profundidad tal que el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas estuviera ubicado a una profundidad de alrededor de 150 cm por debajo 45 de la superficie del llquido, para tener una altura de acido sulfurico diluido entre el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas y la superficie del llquido, cuya altura de llquido provocase el desarrollo de una presion de 15 kPa en el recipiente de presion antes de que el gas amonlaco, que se descarga como resultado de la reaccion en el recipiente de presion, comenzase a burbujear a traves del acido sulfurico diluido en el recipiente de reaccion. Se agrega mas acido sulfurico de forma periodica al recipiente de reaccion a medida que la reaccion entre el acido
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sulfurico y el amonlaco procede hasta que la altura del llquido en el recipiente de reaccion aumenta hasta una medida que la presion en el recipiente de presion aumenta hasta 30 kPa. Cuando la concentracion de la disolucion de sulfato de amonio formada en el recipiente de reaccion aumento hasta alrededor de 38 %, el recipiente de reaccion se dreno y recargo con acido sulfurico diluido nuevo.
Se ha observado que la reaccion en el recipiente de presion comienza de forma espontanea alrededor de 30 - 60 minutos despues de la introduccion de los granulos formados. Cuando esta reaccion se ha completado o esta cerca de completarse, segun lo indica la ausencia o la casi ausencia de gas amonlaco producido, los granulos parcialmente secos se retiran del recipiente de presion y se transfieren a un horno de secado vertical.
Ejemplo 2 Preparacion de granulos aglomerados calcinados
Los granulos parcialmente secos producidos segun el Ejemplo 1 se cargaron de forma suelta en el horno de secado vertical proporcionando un extremo inferior con una rejilla o malla de acero y un extremo superior abierto. A continuacion, los granulos en el extremo inferior de la pila se encendieron o calentaron en el extremo inferior de la pila. La fuente de calor se aplico solo inicialmente hasta que se produjo la combustion autosostenible. A medida que la combustion autosostenible avanzo hacia arriba a lo largo de la pila, los granulos se calcinaron y se convirtieron en un producto granulado con una perdida de masa mucho mas baja tras la ignicion e hidroxido que los granulos antes de la combustion o calcinacion.
El horno de secado vertical se proporciono con un mecanismo de carga hacia el extremo inferior del mismo, por medio del cual los granulos en la parte inferior del horno de secado, que ya se han calcinado, se pueden descargar, permitiendo que la zona de reaccion en el horno de secado caiga. A continuacion, se pueden agregar nuevos granulos no calcinados o parcialmente secos en la parte superior del horno vertical, permitiendo que la reaccion avance hacia arriba por los nuevos granulos. Esto permite una operacion continua en una estructura, sin requisitos de energla despues de la ignicion inicial.
Tambien se hallo que una parte inferior permeable del horno de secado utilizado para la calcinacion permite un flujo de aire mejorado en la estructura para proporcionar el oxlgeno necesario para las reacciones de oxidacion.
Los granulos que se retiraron del horno de secado se dejaron enfriar. A continuacion, los granulos frlos estaban listos para utilizarse. Se obtuvieron resultados satisfactorios cuando se utilizaron estos granulos como un componente para proporcionar la alumina necesaria para una escoria sintetica en un proceso de produccion de acero.
Ejemplo 3 Preparacion de briquetas aglomeradas
Se produjeron briquetas con una dimension transversal maxima de alrededor de 30mm de la misma forma descrita en el Ejemplo 1, pero utilizando una maquina para producir briquetas estandar segun se conoce en la produccion de briquetas de combustible, tal como carbon. Las briquetas no se calcinaron. Se hallo que eran adecuadas para uso como el componente de alumina requerido de una escoria sintetica para uso en la produccion de acero en la forma de briquetas parcialmente secas preparadas segun se describio anteriormente.
Se llevo a cabo un analisis de los principales elementos (%p.) y se determinaron las concentraciones V (ppm) mediante espectrometrla de fluorescencia de rayos X (XRF, por sus siglas en ingles) en discos de fusion y granulos en polvo prensados con respecto a la mezcla de remanente de aluminio en polvo utilizada para formar las briquetas y en las briquetas segun se prepararon en el recipiente de presion. Tambien se obtuvieron datos mineralogicos en relacion con estos dos productos mediante analisis de difraccion de rayos X, en el cual se determinaron las concentraciones de fases mediante analisis cuantitativo de Rietveld utilizando el programa informatico DIFFRAC- plus TOPAS. Los resultados de estos procedimientos se establecen respectivamente en las Tablas 1 y 2 a continuacion.
Tabla 1
Espectrometrla de fluorescencia de rayos X (XRF)
Muestra
Mezcla de remanente de aluminio en polvo Briqueta
Componente
% en peso % en peso
SiO2
4,81 3,24
TiO2
0,16 0,22
AI2O3
92,01 88,12
Fe2O3(t)
0,91 0,85
MnO
0,118 0,120
MgO
2,59 2,57
CaO
1,17 1,20
Na2O
2,29 2,08
K2O
0,33 0,22
P2O5
0,152 0,149
Cr2O3
0,073 0,069
L.O.I.
-4,10 1,38
Total
100,52 100,22
H2O-
0,45 0,97
V
312 278
Tabla 2
Analisis de difraccion de rayos X
Mezcla de remanente de aluminio en polvo Briqueta
Componente
Composicion % en peso % en peso
Corindon
alfa-Al2O3 46,22 45,01
Diaoyudaoita
beta-NaAl11O17/0,5 (Na2O11Al2O3) 2,66 2,72
Gibbsita
Al(OH)3 3,5 3,53
Nitruro de aluminio
AlN 27,2 19,78
Andalusita
Al2(SiO4)O 2,11 2,56
Boemita
AlOOH 0,26 7,73
Aluminio
Al 2,83 3,39
Halita
NaCl 2,76 1,62
Cal
CaO 1,12 1,27
Hidrogeno de potasio Hidrato fosfato
K3H2P3O10H2O 2,48 2,84
Hidrogeno Fosforo NitruroPN2H
PN2H 0,772 0,521
Cuarzo
SiO2 0,128 0,224
Larnita (C2S beta (MUMME)
Ca2SiO4 2 3,3
Brownmillerita (C4AF)
Ca2(Al,Fe+3)2O5 5,93 5,49
Total 99,97 99,99

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    1. Un proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada en ausencia de un aglutinante, el proceso comprende las etapas de:
    a) proporcionar un remanente de aluminio en polvo que contiene valores de aluminio en forma de AOO3, AlN y Al(m);
    b) humedecer el remanente de aluminio en polvo al mezclarlo con agua para obtener una mezcla de remanente de aluminio humedecida moldeable;
    c) dar forma de granulos o briquetas a la mezcla de remanente de aluminio humedecida;
    d) introducir los granulos o briquetas aglomerados formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida en un recipiente de presion;
    e) permitir que se produzca una reaccion exotermica espontanea entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida a presion y temperatura elevadas; durante dicha reaccion se forma gas amonlaco;
    f) dejar que los granulos o briquetas aglomerados se sequen parcialmente para que adquieran suficiente resistencia para que se los retire del recipiente de presion;
    g) retirar los granulos o briquetas parcialmente secos del recipiente de presion; y
    h) opcionalmente recoger el gas amonlaco formado durante la reaccion exotermica espontanea entre los componentes de la mezcla de remanentes de aluminio humedecida.
  2. 2. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 1, en el que los granulos o briquetas aglomerados parcialmente secos se transfieren a un horno de secado y se calcinan.
  3. 3. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el remanente de aluminio en polvo utilizado en el proceso se origina a partir del remanente formado en un fundidor de aluminio cuyo remanente se ha molido o reducido de otra forma en un polvo con el fin de recuperar aluminio del remanente producido durante el proceso de fusion.
  4. 4. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 3, en el que el remanente se origina a partir de un fundidor de aluminio primario o a partir de un fundidor secundario que no utiliza ninguna sal para fundente.
  5. 5. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 4, en el que el remanente de aluminio en polvo tiene una distribucion de tamano de partlcula menor que 1 mm en la dimension transversal maxima de las partlculas.
  6. 6. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el remanente de aluminio en polvo esta compuesto predominantemente por metal aluminio residual, nitruro de aluminio (AlN) y alumina (Al2O3) y en el que el remanente de aluminio en polvo contiene, preferiblemente, entre alrededor de 30 % y alrededor de 60 % de alumina, entre alrededor de 12 % y alrededor de 30 % de AlN y entre alrededor de 1 % y alrededor de 10 % de metal aluminio.
  7. 7. El proceso segun la reivindicacion 6, en el que otros componentes del remanente de aluminio en polvo son los siguientes:
    Fe2O3 - hasta 1,0 %
    MnO - hasta 0,2 %
    Cr2O3 - hasta 0,02 %
    V2O5 - hasta 0,15 %
    TiO2 - hasta 0,2 %
    CaO - hasta 1,5 %
    K2O - hasta 0,7 %
    S - hasta 0,2 %
    P2O5 - hasta 0,3 %
    SiO2 - hasta 5 %
    MgO - hasta 5 %
    Na como Na2O - hasta 5 %
  8. 8. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada 5 segun la reivindicacion 1, en el que el producto de granulo o briqueta aglomerado se forma para tener una
    distribucion de tamano de entre 3 mm y 60 mm en la dimension transversal maxima.
  9. 9. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 1, en el que la reaccion en el recipiente de presion entre los componentes de los granulos o briquetas formados a partir de la mezcla de remanente de aluminio humedecida se lleva a cabo a una presion de
    10 entre 10 y 30 kPa (presion efectiva).
  10. 10. El proceso para convertir remanentes de aluminio en polvo en un producto que contiene alumina aglomerada segun la reivindicacion 9, en el que se instala en el recipiente de presion un conducto de extraccion de gas cuyo extremo de descarga esta ubicado en un recipiente de reaccion que esta abierto a presion atmosferica y que contiene un llquido adecuado; se coloca el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas a una
    15 profundidad suficiente por debajo de la superficie del llquido en el recipiente de reaccion para tener una altura de llquido entre el extremo de descarga del conducto de extraccion de gas y la superficie del llquido, cuya altura de llquido corresponde a la presion requerida en el recipiente de presion.
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