RU2179592C2

RU2179592C2 - Method of processing aluminum slag

Info

Publication number: RU2179592C2
Application number: RU2001108234A
Authority: RU
Inventors: А.Г. Жолнин; С.Б. Новичков
Original assignee: Новичков Сергей Борисович
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: method involves removal of dust from slag, adding fusing agent, heating to temperature superior to melting temperature of aluminum or its alloy, tapping metal, and removing secondary slag. In order to increase degree of aluminum recovery, secondary slag discharged from furnace is subjected to vibration by loading it with free load. EFFECT: facilitated aluminum recovery from aluminum production waste. 1 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к переработке отходов цветных металлов, а именно алюминиевых шлаков. The invention relates to the processing of non-ferrous metal waste, namely aluminum slag.

Алюминиевые шлаки представляют собой отходы литейного производства, содержащие от 20 до 80% металла и являются фактически съемами от безфлюсовой плавки алюминиевых сплавов на машиностроительных заводах, состоящих из смеси металла и оксидов. К шлакам относятся также настыли с разливочных ковшей и пена, образующаяся при переливании алюминия. Aluminum slags are foundry waste containing from 20 to 80% metal and are actually sludges from flux-free melting of aluminum alloys in engineering plants consisting of a mixture of metal and oxides. Slag also includes nastily from casting ladles and foam formed during the transfusion of aluminum.

Известен способ извлечения металлов из шлаков, включающий обработку предварительно нагретого до 700-800^oС шлака давлением путем нагружения усилием (патент РФ 2159295).A known method of extracting metals from slag, including the processing of pre-heated to 700-800 ^o With the slag pressure by loading by force (RF patent 2159295).

Известен способ извлечения алюминия из горячего шлака, включающий обработку шлака давлением с одновременным приложением вибрации (патент US 5882580). A known method of extracting aluminum from hot slag, including the processing of slag by pressure with the simultaneous application of vibration (patent US 5882580).

Недостатки указанных способов состоят в том, что при их осуществлении требуется специальное дорогостоящее оборудование, а для полного извлечения металла необходима последующая механическая переработка образовавшихся брикетов для получения концентрата и последующая переплавка концентрата. The disadvantages of these methods are that their implementation requires special expensive equipment, and for the complete extraction of metal, subsequent mechanical processing of the formed briquettes is necessary to obtain concentrate and subsequent remelting of the concentrate.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки алюминиевых шлаков (Ларионов Г.В. Вторичный алюминий. - М.: Металлургия, 1967, с. 151-153), согласно которому шихту, содержащую шлак и флюс, нагревают до температуры, превышающей температуру плавления алюминия или его сплава, выдерживают при данной температуре, удаляют образовавшийся вторичный шлак и сливают металл. Closest to the invention is a method of processing aluminum slag (Larionov G.V. Secondary aluminum. - M .: Metallurgy, 1967, p. 151-153), according to which a charge containing slag and flux is heated to a temperature exceeding the melting temperature of aluminum or its alloy, maintained at a given temperature, the resulting secondary slag is removed and the metal is drained.

Задача изобретения - увеличить выход металлического алюминия при металлургической переработке шлаков. The objective of the invention is to increase the yield of aluminum metal in the metallurgical processing of slag.

Технический результат - достижение более высокой степени обеднения шлаков при металлургической переработке. The technical result is the achievement of a higher degree of depletion of slag during metallurgical processing.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем нагрев шихты, содержащей шлак и флюс, до температуры, превышающей температуру плавления алюминия или его сплава, выдержку, слив металла и удаление образовавшегося вторичного шлака, перед плавкой из шлака удаляют пыль, флюс добавляют в количестве, необходимом для образования сыпучего вторичного шлака, а вторичный шлак после его выгрузки из печи подвергают вибрации с одновременным нагружением его свободным грузом, создающим удельное давление 0,5-2 кг/см².The technical result is achieved by the fact that in the known method, comprising heating a mixture containing slag and flux to a temperature higher than the melting temperature of aluminum or its alloy, holding, draining the metal and removing the resulting secondary slag, dust is removed from the slag before melting, the flux is added to the amount necessary for the formation of loose secondary slag, and the secondary slag after it is unloaded from the furnace is subjected to vibration while loading it with a free load, creating a specific pressure of 0.5-2 kg / cm ² .

Пыль, всегда содержащаяся в шлаке, заполняет промежутки между частицами шлака, препятствуя миграции мелких капель расплавленного металла друг к другу и мешая их укрупнению. Удаление пыли устраняет помеху для объединения капель. Dust, always contained in the slag, fills the gaps between the particles of slag, preventing the migration of small drops of molten metal to each other and preventing their coarsening. Dust removal eliminates the interference with droplets.

Требование образования сыпучего вторичного шлака имеет ту же цель - обеспечить наличие каналов для миграции расплавленных капель металла. При большом количестве флюса избыточный флюс заполняет промежутки между частицами, препятствуя объединению капель. The requirement for the formation of loose secondary slag has the same goal - to ensure the presence of channels for the migration of molten metal droplets. With a large amount of flux, excess flux fills the gaps between the particles, preventing the droplets from combining.

Ограничения по удельному давлению, развиваемому свободным грузом, обусловлены тем, что при удельном давлении меньше 0,5 кг/см² присутствие груза практически не проявляется, а при удельном давлении выше 2 кг/см² достигнутый эффект больше не растет.Restrictions on the specific pressure developed by the free load are due to the fact that at a specific pressure of less than 0.5 kg / cm ^{2 the} presence of the load is practically not manifested, and at a specific pressure of more than 2 kg / cm ^{2 the} achieved effect no longer grows.

Применение вибрации механически разрушает оксидные оболочки капель расплавленного металла, мешающие слиянию, и заставляет капли мигрировать по объему вторичного шлака друг к другу, а крупные капли мигрировать к ванне расплавленного металла. The use of vibration mechanically destroys the oxide shells of the molten metal droplets, which interfere with the fusion, and causes the droplets to migrate along the volume of the secondary slag to each other, and large droplets to migrate to the molten metal bath.

Пример 1. Example 1

Проводилась лабораторная плавка шлака фракций -20 мм и -20+2 мм от переплава алюминиевого лома. Плавки проводились в лабораторной печи СНОЛ при температуре 850^oС. Навески шлака составляли 500 г. Для улучшения слияния расплавленных капель алюминия к шлаку добавляли флюс состава NaCl - 47,5%; КСl - 47,5%; Nа₃АlF₆ - 5% в количестве 50 г. Время выдержки шлака в печи составляло 55 минут. Часть шлака после печи дополнительно подвергалась вибрации в течение 5 минут. Для этого тигель с расплавленным шлаком закреплялся на вибростоле. Частота колебаний вибратора составляла 60 Гц. Амплитуда колебаний подбиралась такой, чтобы вибрации были подвержены центральные области шлака, наиболее удаленные от стенок тигля. После окончания плавки из тигля сливался расплавленный метал. Определялся вес полученного слитка и, отдельно, вес оставшихся в шлаке корольков. Полученные результаты, усредненные по трем плавкам каждый, приведены в таблице.The laboratory melting of slag fractions of -20 mm and -20 + 2 mm from remelting of aluminum scrap was carried out. The melts were carried out in a SNOL laboratory furnace at a temperature of 850 ^o C. Slag weighed was 500 g. To improve the fusion of molten aluminum droplets, a NaCl flux of 47.5% was added to the slag; KCl - 47.5%; Na ₃ AlF ₆ - 5% in an amount of 50 g. The slag holding time in the furnace was 55 minutes. Part of the slag after the furnace was additionally subjected to vibration for 5 minutes. For this, a crucible with molten slag was fixed on a vibrating table. The vibrator oscillation frequency was 60 Hz. The vibration amplitude was selected so that the central slag regions farthest from the crucible walls were exposed to vibrations. After melting, molten metal merged from the crucible. The weight of the ingot obtained and, separately, the weight of the kings remaining in the slag were determined. The results, averaged over three swimming trunks each, are shown in the table.

Из таблицы видно, что для фракции -20 мм (без отсева пыли) применение вибрации не дает какого-либо эффекта. Слиянию оставшихся в шлаке корольков мешает пыль, перекрывающая возможные каналы миграции капель. После отсева пыли (фракция -20+2 мм) выход метала стал выше, а применение вибрации еще увеличило выход металла в слиток на 14% и почти вдвое уменьшило остаточное содержание металла в шлаке. The table shows that for the -20 mm fraction (without dust elimination) the use of vibration does not give any effect. The fusion of the kings remaining in the slag is prevented by dust, which blocks the possible migration channels of droplets. After dust screening (-20 + 2 mm fraction), the metal yield was higher, and the use of vibration further increased the metal yield of the ingot by 14% and almost halved the residual metal content in the slag.

Пример 2. Example 2

Шлак фракции -20+2 мм, взятый из той же партии, что и навески для лабораторных плавок из предыдущего примера, плавили с флюсом в пламенной отражательной печи емкостью 1000 кг. Вибрационную обработку проводили после слива металла и выгрузки горячего вторичного шлака в чугунную шлаковницу. Шлаковницу крепили на вибростоле, накрывали шлак чугунной крышкой весом 100 кг так, чтобы крышка давила на шлак, уплотняя его. Вибрационная обработка проводилась с частотой 60 Гц до прекращения усадки шлака под давлением крышки (около 5 минут). После остывания шлаковницы брикет уплотненного шлака извлекался из шлаковницы и от него отделялся алюминиевый корж, образовавшийся у дна шлаковницы. Корж давал до 25 кг дополнительного металла. The slag of the -20 + 2 mm fraction, taken from the same batch as the sample for laboratory swimming trunks from the previous example, was melted with a flux in a flame reflecting furnace with a capacity of 1000 kg. Vibration processing was carried out after the metal was drained and the hot secondary slag was unloaded into the cast iron slag mill. The slag bowl was mounted on a vibrating table, the slag was covered with a cast-iron lid weighing 100 kg so that the lid pressed on the slag, sealing it. Vibration processing was carried out with a frequency of 60 Hz until the cessation of slag shrinkage under cover pressure (about 5 minutes). After cooling down the slag shell, the compacted slag briquette was removed from the slag shell and the aluminum cake formed at the bottom of the slag shell was separated from it. Korzh gave up to 25 kg of additional metal.

Claims

A method of processing aluminum slag, including heating a mixture containing slag and flux to a temperature higher than the melting temperature of aluminum or its alloy, holding, draining the metal and removing the resulting secondary slag, characterized in that dust is removed from the slag before melting, the flux is added in an amount necessary for the formation of bulk slag, and the secondary slag after removal is subjected to vibration when loaded with a free load, creating a specific pressure of 0.5-2 kg / cm ² .