RU2199488C2 - Method for processing waste carbon lining of aluminum cells - Google Patents
Method for processing waste carbon lining of aluminum cells Download PDFInfo
- Publication number
- RU2199488C2 RU2199488C2 RU2000130110A RU2000130110A RU2199488C2 RU 2199488 C2 RU2199488 C2 RU 2199488C2 RU 2000130110 A RU2000130110 A RU 2000130110A RU 2000130110 A RU2000130110 A RU 2000130110A RU 2199488 C2 RU2199488 C2 RU 2199488C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alumina
- aluminum
- charge
- lining
- carbon lining
- Prior art date
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title abstract description 5
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical compound [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 23
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 17
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 9
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 abstract description 7
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 5
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 5
- 239000011449 brick Substances 0.000 abstract description 5
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 4
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000011182 sodium carbonates Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 4
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 3
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 3
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical class [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 150000001339 alkali metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 1
- CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N alumanylidynemethyl(alumanylidynemethylalumanylidenemethylidene)alumane Chemical compound [Al]#C[Al]=C=[Al]C#[Al] CAVCGVPGBKGDTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N calcium silicate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] JHLNERQLKQQLRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N potassiosodium Chemical compound [Na].[K] BITYAPCSNKJESK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству глинозема и алюминия, и может быть использовано для переработки (утилизации) отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров, содержащей более 30% углерода. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the production of alumina and aluminum, and can be used for processing (utilization) of spent coal lining of aluminum electrolysis cells containing more than 30% carbon.
Отработанная угольная футеровка алюминиевых электролизеров (углеродные блоки, выломы, пропитанные фтористыми соединениями алюминия, натрия, спекшиеся с небольшим количеством шамотного кирпича), содержащая в основном более 30 мас.% углерода, фториды алюминия, натрия, ряд примесей, в том числе цианиды (~0,1-0,3%), является отходом электролизного производства алюминия. Spent coal lining of aluminum electrolytic cells (carbon blocks, breaks, impregnated with fluorine compounds of aluminum, sodium, sintered with a small amount of fireclay bricks), containing mainly more than 30 wt.% Carbon, aluminum, sodium fluorides, a number of impurities, including cyanide (~ 0.1-0.3%), is a waste of the electrolysis production of aluminum.
Известен способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров по патенту Австрии 341125, кл. С 25 С 3/08, опубликованному 25.01.78, заключающийся в том, что угольную футеровку, извлеченную из электролизеров, подлежащих капитальному ремонту, измельчают до размера кусков < 2-3 мм и прокаливают при 300-500oС и доступе кислорода или воздуха в трубчатой печи или печи кипящего слоя в течение около 1 часа.A known method of processing spent coal lining of aluminum electrolytic cells according to the patent of Austria 341125, class. C 25 C 3/08, published January 25, 78, that the coal lining extracted from the electrolyzers to be overhauled is crushed to a piece size <2-3 mm and calcined at 300-500 o C and the access of oxygen or air in a tubular furnace or fluidized bed furnace for about 1 hour.
Если из футеровки необходимо извлечь содержащиеся в ней фториды, то к материалу до его прокаливания добавляют до 20% NaOH или Na2CO3 в твердом виде или в виде раствора. При этом содержащийся в футеровке криолит переходит в растворимый в воде фторид натрия. После описанной отработки содержание цианидов в футеровке снижается с 0,1-0,36% до 0,015%.If it is necessary to extract the fluorides contained in it, then up to 20% NaOH or Na 2 CO 3 in solid form or as a solution is added to the material before calcining. In this case, the cryolite contained in the lining is converted into water-soluble sodium fluoride. After the described mining, the content of cyanides in the lining is reduced from 0.1-0.36% to 0.015%.
Недостатком этого способа является то, что результатом переработки угольной футеровки является только выжигание углерода, разложение цианидов и перевод фторидов в водорастворимую форму. The disadvantage of this method is that the result of processing the coal lining is only carbon burning, decomposition of cyanides and the conversion of fluorides into a water-soluble form.
Известен способ переработки отработанной углеродистой футеровки алюминиевых электролизеров по патенту США 4763585, кл. F 23 G 5/00, опубликованному 16.08.88, который включает измельчение углеродистой футеровки до частиц размером 1-2 см. В полученную массу добавляют 1-20% порошкообразной футеровки с размером частиц 0,6-5 мкм, а также 1-10% инертного вещества (например, оксида кремния) с размером частиц около 10 мкм. Термическую обработку - окисление проводят при температуре 750-1200oС. Добавка инертного вещества предотвращает спекание массы, способствует более полному окислению и разложению цианидов до N2, CO2 и оксидов азота. В дальнейшем окисленная масса перерабатывается традиционными способами для извлечения ценных компонентов.A known method of processing spent carbon lining of aluminum electrolytic cells according to US patent 4763585, class. F 23 G 5/00, published on 16.08.88, which includes grinding the carbon lining into particles with a size of 1-2 cm. To the resulting mass add 1-20% of a powder lining with a particle size of 0.6-5 microns, as well as 1-10 % inert substance (for example, silicon oxide) with a particle size of about 10 microns. Heat treatment - oxidation is carried out at a temperature of 750-1200 o C. The addition of an inert substance prevents sintering of the mass, contributes to a more complete oxidation and decomposition of cyanides to N 2 , CO 2 and nitrogen oxides. Subsequently, the oxidized mass is processed by conventional methods to extract valuable components.
Недостатком данного способа является то, что для его осуществления необходимо сооружение довольно громоздкого и дорогостоящего отдельного производства; при проведении термической обработки при температурах около 1000oС происходит разложение и улетучивание фтористых соединений в формах HF, SiF4 и др., что усугубляет экологическое состояние окружающей среды. Практическим результатом этого способа является только окисление (выжигание) углерода и разложение (нейтрализация) цианидов.The disadvantage of this method is that its implementation requires the construction of a rather bulky and expensive separate production; when conducting heat treatment at temperatures of about 1000 o C, decomposition and volatilization of fluoride compounds in the forms of HF, SiF 4 and others occurs, which aggravates the ecological state of the environment. The practical result of this method is only the oxidation (burning) of carbon and the decomposition (neutralization) of cyanides.
Известны предложения Ушакова Ю.А., Финкельштейна Л.И., Долгиревой К.И. ("Цветные металлы", 1978, 2, с.28-29), а также принятое за прототип предложение Арлюка Б. И. ("Усовершенствование процессов переработки алюминатно-щелочных нефелиновых спеков", М., 1978, стр.13, 14) о введении в качестве интенсифицирующих процесс спекания добавок в шихту для спекания глиноземного производства отработанных катодных блоков алюминиевых электролизеров, содержащих фтор и углерод в количестве, соответствующем в пересчете на фтор ~ 0,25% массы шихты. Недостатком этих предложений является то, что катодные блоки рассматриваются только как носитель фтора и углерода для интенсификации процесса спекания. Known proposals Ushakova Yu.A., Finkelstein L.I., Dolgireva K.I. ("Non-ferrous metals", 1978, 2, p. 28-29), as well as the proposal adopted by the prototype for Arlyuk B. I. ("Improvement of the processing of aluminate-alkaline nepheline cakes", M., 1978, p.13, 14 ) on the introduction of additives that intensify the sintering process into the charge for sintering the alumina production of spent cathode blocks of aluminum electrolytic cells containing fluorine and carbon in an amount corresponding to, in terms of fluorine, ~ 0.25% of the mass of the charge. The disadvantage of these proposals is that the cathode blocks are considered only as a carrier of fluorine and carbon to intensify the sintering process.
Технической задачей изобретения является обеспечение комплексной переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров с использованием в технологическом процессе углерода футеровки, извлечением из футеровки ценных компонентов - оксидов алюминия, щелочных металлов, нейтрализацией цианидов, растворимых форм фторидов, использованием оставшегося после извлечения ценных компонентов и удаления (окисления) углерода остатков (шлама) в производстве цемента, силикатного кирпича или дорожном строительстве; улучшение экологического состояния окружающей среды путем переработки угольной футеровки в технологическом процессе производства глинозема с переделом спекания. An object of the invention is to provide a comprehensive processing of the spent coal lining of aluminum electrolysis cells using carbon lining in the process, removing valuable components from the lining - aluminum oxides, alkali metals, neutralizing cyanides, soluble forms of fluorides, using the remaining components after valuable components are removed and removed (oxidation) carbon residues (sludge) in the production of cement, silicate brick or road construction; improvement of the ecological state of the environment by processing coal lining in the technological process for the production of alumina with redistribution of sintering.
Технический результат достигается тем, что в способе переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров, содержащей более 30% углерода, включающем смешивание ее с глиноземсодуизвестняксодержащей шихтой для спекания глиноземного производства и совместную термическую обработку, отработанную угольную футеровку алюминиевых электролизеров вводят в шихту для спекания в количестве 3-18 мас.%, при этом известняк в шихте дозируют на образование
CaF2•3СаО•2SiO2, CaF2, 2CaO•SiO2.The technical result is achieved by the fact that in the method of processing the spent coal lining of aluminum electrolysis cells containing more than 30% carbon, including mixing it with alumina and a known charge for sintering of alumina production and joint heat treatment, the spent coal lining of aluminum electrolysis cells is introduced into the charge for sintering in an amount of 3- 18 wt.%, While limestone in the mixture is dosed to form
CaF 2 • 3CaO • 2SiO 2 , CaF 2 , 2CaO • SiO 2 .
Щелочь в шихту дозируют из условия обеспечения молекулярного соотношения
Al2O3+Fe2O3/Na2O+K2O=0,9-1,1.Alkali in the mixture is dosed from the condition of ensuring the molecular ratio
Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 / Na 2 O + K 2 O = 0.9-1.1.
Отработанную угольную футеровку алюминиевых электролизеров (ОУФ) измельчают и смешивают с глиноземсодуизвестняксодержащей шихтой или измельчают ее с сырьевыми материалами при приготовлении шихты для спекания. The spent coal lining of aluminum electrolytic cells (OUV) is crushed and mixed with alumina soda from a lime-containing mixture or crushed with raw materials when preparing a mixture for sintering.
Эти операции осуществляют до проведения основного технологического процесса переработки ОУФ - спекания (термической обработки), чем обеспечивают получение одного и того же результата при любом допускаемом указанной альтернативой выборе в совокупности с другими признаками изобретения. These operations are carried out before carrying out the main technological process for the processing of UV-sintering (sintering (heat treatment), which ensures the receipt of the same result for any selection allowed by the indicated alternative in combination with other features of the invention.
Количественный выбор компонентов обусловлен следующим:
- активизирующее действие добавки ОУФ в количестве менее 3% по сухой массе в глиноземсодуизвестняксодержащую шихту для спекания глиноземного производства проявляется слабо;
- при добавке ОУФ в количестве более 18% по сухой массе в глиноземсоду для спекания глиноземного производства активно идущие реакции восстановления значительно увеличивают потери щелочи и оксида алюминия.The quantitative choice of components is due to the following:
- the activating effect of the addition of OUV in an amount of less than 3% by dry weight in alumina soda from a known charge for sintering alumina production is weak;
- with the addition of OUV in an amount of more than 18% by dry weight in alumina for sintering alumina production, active reduction reactions significantly increase the loss of alkali and aluminum oxide.
Содержание щелочи для образования алюмината и феррита натрия (калия) угольной футеровки корректируют составом оборотного раствора, на котором ведут размол сырья и угольной футеровки и в который дозируют (вводят) количество щелочи (R2О), из условия обеспечения в шихте молекулярного соотношения Аl2О3+Fe2O3R2O в пределах 0,9-1,1.The alkali content for the formation of aluminate and sodium (potassium) ferrite in the coal lining is adjusted by the composition of the circulating solution, on which the raw materials and the coal lining are milled and into which the amount of alkali (R 2 O) is dosed (injected), from the condition that the molecular ratio Al 2 is provided in the charge About 3 + Fe 2 O 3 R 2 O in the range of 0.9-1.1.
Угольная футеровка и корректирующие добавки известняка и щелочи могут быть введены в глиноземсодуизвестняксодержащую шихту для спекания в любом удобном по технологии месте перед началом процесса спекания (до подачи шихты в печь спекания). Coal lining and corrective additives of limestone and alkali can be introduced into alumina soda from a lime-containing mixture for sintering in any convenient technology place before the sintering process begins (before the mixture is fed into the sintering furnace).
При термообработке в печи спекания при температуре выше 1050oС происходит взаимодействие компонентов шихты с образованием растворимого алюмината натрия, гидролизирующегося феррита натрия, нерастворимых двукальциевого силиката, фторида кальция, куспидина и других двойных, тройных соединений.When heat treatment in a sintering furnace at a temperature above 1050 o С, the charge components interact with the formation of soluble sodium aluminate, hydrolyzable sodium ferrite, insoluble dicalcium silicate, calcium fluoride, cuspidine and other double, triple compounds.
Углеродная составляющая шихты сгорает в печи, обеспечивает протекание восстановительных реакций, что способствует более полному взаимодействию компонентов шихты. Одновременно выделяется тепло, позволяющее снизить удельный расход топлива, подаваемого в печь спекания. The carbon component of the charge burns in the furnace, ensures the occurrence of reduction reactions, which contributes to a more complete interaction of the components of the charge. At the same time, heat is generated, which allows to reduce the specific consumption of fuel supplied to the sintering furnace.
Под воздействием высоких температур происходит разложение (нейтрализация) цианидов с образованием азота и оксидов углерода и азота. Under the influence of high temperatures, decomposition (neutralization) of cyanides occurs with the formation of nitrogen and oxides of carbon and nitrogen.
Полученную в печи спекания спекшуюся массу-спек далее перерабатывают традиционными способами глиноземного производства с получением глинозема, содопродуктов, содощелочного раствора и твердого остатка - шлама. The sintered sintered mass obtained in the sintering furnace is further processed by traditional methods of alumina production to obtain alumina, soda products, soda alkaline solution and a solid residue - sludge.
Фтористые соединения, связанные в процессе спекания в нерастворимые формы, выводят в составе шлама, который в зависимости от состава направляют на производство цемента, силикатного кирпича или дорожное строительство. Fluoride compounds bound in the process of sintering into insoluble forms are removed in the composition of the sludge, which, depending on the composition, is sent to the production of cement, silicate brick or road construction.
Возможность осуществления способа проверена в лабораторных условиях. The possibility of implementing the method is tested in laboratory conditions.
В качестве сырьевого компонента использовали отработанную угольную футеровку алюминиевых электролизеров состава:
Фтор - 14,5%
Алюминий - 10,0%
Натрий - 11,5%
Оксид кремния - 1,5%
Оксид железа - 2,5%
Карбид алюминия - 5%
Цианиды - 0,2%
Углерод - Остальное
Результаты введения в качестве сырьевого компонента - ОУФ в состав нефелиновой содуизвестняксодержащей шихты представлены в таблице.As a raw material component, spent coal lining of aluminum electrolyzers of the composition was used:
Fluoride - 14.5%
Aluminum - 10.0%
Sodium - 11.5%
Silica - 1.5%
Iron oxide - 2.5%
Aluminum Carbide - 5%
Cyanides - 0.2%
Carbon - Else
The results of introducing as a raw material component - OUV in the composition of nepheline soda from a lime-containing mixture are presented in the table.
Время выдержки при 1150oС - 1 час.The exposure time at 1150 o C - 1 hour.
Как следует из таблицы, введение ОУФ в нефелиновую шихту обеспечивает после спекания наряду с утилизацией ОУФ и повышение степени извлечения из шихты Аl2О3 и Na2O.As follows from the table, the introduction of VUV into the nepheline mixture provides, after sintering, along with the utilization of VUV, an increase in the degree of extraction of Al 2 O 3 and Na 2 O from the mixture.
Использование предлагаемого способа позволяет улучшить экологическое состояние окружающей среды путем связывания водорастворимых фтористых соединений в нерастворимые формы нейтрализации цианидов, извлечь из футеровки около 90% содержащихся в ней соединений алюминия и щелочных металлов, использовать в качестве восстановителя и энергоносителя содержащийся в ней углерод; твердый остаток - шлам после гидрохимической обработки использовать для производства цемента, силикатного кирпича или дорожного строительства, повысить экономическую эффективность производства глинозема и алюминия. Using the proposed method allows to improve the ecological state of the environment by binding water-soluble fluoride compounds to insoluble forms of cyanide neutralization, to extract about 90% of the aluminum and alkali metal compounds contained in it, to use the carbon contained in it as a reducing agent and energy carrier; solid residue - sludge after hydrochemical processing to be used for the production of cement, silicate brick or road construction, to increase the economic efficiency of the production of alumina and aluminum.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130110A RU2199488C2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for processing waste carbon lining of aluminum cells |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000130110A RU2199488C2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for processing waste carbon lining of aluminum cells |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000130110A RU2000130110A (en) | 2002-09-27 |
| RU2199488C2 true RU2199488C2 (en) | 2003-02-27 |
Family
ID=20242844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000130110A RU2199488C2 (en) | 2000-11-30 | 2000-11-30 | Method for processing waste carbon lining of aluminum cells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2199488C2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247160C1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-02-27 | Поляков Пётр Васильевич | Method of processing fluorocarbon-containing wastes of electrolytic aluminum production |
| RU2339711C1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-11-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Treatment method for filter-residuals formed at manufacturing of aluminum and its alloys |
| RU2402621C1 (en) * | 2009-09-03 | 2010-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Procedure for processing fluorine-containing materials used in electrolytic production of aluminium |
| RU2417162C1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Method of processing alkaline aluminosilicate material |
| RU2425179C2 (en) * | 2009-05-04 | 2011-07-27 | Семен Игоревич Ножко | Procedure for processing salt slag (slaked lime) formed at aluminium producing electrolyser shut down for repair |
| RU2624570C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") | Method of processing of sodium-fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium |
| RU2816485C1 (en) * | 2023-07-11 | 2024-04-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of producing synthetic fluorite and caustic soda solution |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4113832A (en) * | 1977-11-28 | 1978-09-12 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Process for the utilization of waste materials from electrolytic aluminum reduction systems |
| US5245115A (en) * | 1990-07-04 | 1993-09-14 | Aluminium Pechiney | Process for the thermal shock treatment of spent pot linings obtained from hall-heroult electrolytic cells |
| RU2103392C1 (en) * | 1992-07-24 | 1998-01-27 | Алюминиюм Пешинэ | Method of thermally treating worked out packing of electrolysis baths of hall-heroult type |
-
2000
- 2000-11-30 RU RU2000130110A patent/RU2199488C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4113832A (en) * | 1977-11-28 | 1978-09-12 | Kaiser Aluminum & Chemical Corporation | Process for the utilization of waste materials from electrolytic aluminum reduction systems |
| US5245115A (en) * | 1990-07-04 | 1993-09-14 | Aluminium Pechiney | Process for the thermal shock treatment of spent pot linings obtained from hall-heroult electrolytic cells |
| RU2103392C1 (en) * | 1992-07-24 | 1998-01-27 | Алюминиюм Пешинэ | Method of thermally treating worked out packing of electrolysis baths of hall-heroult type |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Арлюк Б.И. Усовершенствование процессов переработки алюминатно-щелочных спеков - М., 1978, с.13-14. * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247160C1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-02-27 | Поляков Пётр Васильевич | Method of processing fluorocarbon-containing wastes of electrolytic aluminum production |
| RU2339711C1 (en) * | 2007-01-31 | 2008-11-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") | Treatment method for filter-residuals formed at manufacturing of aluminum and its alloys |
| RU2425179C2 (en) * | 2009-05-04 | 2011-07-27 | Семен Игоревич Ножко | Procedure for processing salt slag (slaked lime) formed at aluminium producing electrolyser shut down for repair |
| RU2402621C1 (en) * | 2009-09-03 | 2010-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") | Procedure for processing fluorine-containing materials used in electrolytic production of aluminium |
| RU2417162C1 (en) * | 2009-11-09 | 2011-04-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" | Method of processing alkaline aluminosilicate material |
| RU2624570C1 (en) * | 2016-08-23 | 2017-07-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") | Method of processing of sodium-fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium |
| RU2816485C1 (en) * | 2023-07-11 | 2024-04-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of producing synthetic fluorite and caustic soda solution |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zeng et al. | Synergistic utilization of blast furnace slag with other industrial solid wastes in cement and concrete industry: Synergistic mechanisms, applications, and challenges | |
| CN113024214B (en) | Method for solidifying and stabilizing fly ash by cooperation of phosphogypsum and red mud | |
| CN110106312B (en) | Process for producing LF (ladle furnace) slagging agent by using electrolytic aluminum carbon slag | |
| CN106565120A (en) | Hazard-free treatment and utilization method for aluminium electrolysis waste slot liner | |
| CN113443643B (en) | Method for cooperatively treating aluminum ash, carbon slag and desulfurized gypsum slag | |
| CN107352819B (en) | Method for producing calcium fluoroaluminate clinker by using aluminum cell carbon waste | |
| CN109047285A (en) | Containing sodium, the method for transformation of fluorochemical and system in a kind of waste cathode of aluminum electrolytic cell carbon block | |
| CN100542702C (en) | A harmless treatment method for waste cathode carbon blocks of aluminum electrolytic cells | |
| Li et al. | Development status of processing technology for spent potlining in China | |
| Xing et al. | Recovery of rare-earth elements from molten salt electrolytic slag by fluorine fixation roasting and leaching | |
| CN113185154B (en) | Method for preparing cement clinker by using rare earth tailings | |
| CN114804668A (en) | Preparation method of activated carbon-fixing material for producing recycled aggregate | |
| CN114074949B (en) | Catalytic dissociation method for fluoride in waste material of electrolytic tank | |
| CN109108050A (en) | Containing sodium, the method for transformation of fluorochemical and system in a kind of aluminium electroloysis slag from delining | |
| RU2199488C2 (en) | Method for processing waste carbon lining of aluminum cells | |
| RU2393241C1 (en) | Procedure for processing fine-dispersed sodium-fluorine-carbon containing wastes of electrolytic production of aluminium | |
| CN110015672B (en) | Method for producing magnesium fluoride from waste of electrolyzer | |
| RU2402621C1 (en) | Procedure for processing fluorine-containing materials used in electrolytic production of aluminium | |
| RU2167210C2 (en) | Technology of processing of carbonic slime removed from system of electrolytic winning of aluminum | |
| CN101239706B (en) | Method for producing calcium sulfide from calcium sulfate | |
| RU2171853C2 (en) | Method for processing waste lining of aluminium cells | |
| CN114180865A (en) | A method for resource utilization of municipal waste incineration fly ash | |
| RU2630117C1 (en) | Method for processing spent carbon lining of aluminium electrolyser | |
| CN107200488B (en) | Method for producing fluoroaluminate cement by using carbon waste of aluminum electrolytic cell in dry-process rotary kiln plant | |
| JP3659076B2 (en) | Method for producing calcium aluminate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081201 |