[go: up one dir, main page]

RU2199488C2 - Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров - Google Patents

Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров Download PDF

Info

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
Application number
RU2000130110A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2000130110A (ru
Inventor
В.В. Барановский
А.В. Барановский
В.П. Ланкин
М.П. Кононов
Л.П. Липинский
А.Н. Богомолов
В.Г. Тесля
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ВОЛГОГРАДСКИЙ АЛЮМИНИЙ"
Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ВОЛГОГРАДСКИЙ АЛЮМИНИЙ", Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт" filed Critical Открытое акционерное общество "ВОЛГОГРАДСКИЙ АЛЮМИНИЙ"
Priority to RU2000130110A priority Critical patent/RU2199488C2/ru
Publication of RU2000130110A publication Critical patent/RU2000130110A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2199488C2 publication Critical patent/RU2199488C2/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и глинозема, и может быть использовано при утилизации отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров. Способ предназначен для переработки отработанной угольной футеровки, содержащей в основном углерод, пропитанный фтористыми соединениями алюминия и натрия. Угольную футеровку вводят в измельченном виде в качестве компонента в количестве 3-18 мас.% в глиноземсодуизвестняксодержащую шихту (пульпу) глиноземного производства. При этом известняк дозируют в шихту на образование CaF2•3CaO•2SiO2, CaF2, 2CaO•SiO2. Щелочь дозируют в шихту из условия обеспечения молекулярного соотношения Al2O3+Fe2O3/Na2O+K2O= 0,9-1,1. Шихту спекают. Полученный спек подвергают гидрохимической обработке по известным способам глиноземного производства для извлечения оксидов алюминия и щелочных металлов в виде глинозема, соды, поташа. Оставшийся после гидрохимической обработки твердый остаток - шлам в зависимости от состава направляют на производство цемента, силикатного кирпича, дорожное строительство. Изобретение позволяет обеспечить комплексную переработку отработанной угольной футеровки. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

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.
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.
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.
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%.
Недостатком этого способа является то, что результатом переработки угольной футеровки является только выжигание углерода, разложение цианидов и перевод фторидов в водорастворимую форму.
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.
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.
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.
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.
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.
Щелочь в шихту дозируют из условия обеспечения молекулярного соотношения
Al2O3+Fe2O3/Na2O+K2O=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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
Под воздействием высоких температур происходит разложение (нейтрализация) цианидов с образованием азота и оксидов углерода и азота.
Полученную в печи спекания спекшуюся массу-спек далее перерабатывают традиционными способами глиноземного производства с получением глинозема, содопродуктов, содощелочного раствора и твердого остатка - шлама.
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.
Возможность осуществления способа проверена в лабораторных условиях.
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.
Время выдержки при 1150oС - 1 час.
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.
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.

Claims (2)

1. Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров, содержащей более 30% углерода, включающий смешивание ее с глиноземсодуизвестняксодержащей шихтой для спекания глиноземного производства и совместную термическую обработку, отличающийся тем, что отработанную угольную футеровку алюминиевых электролизеров вводят в шихту для спекания в количестве 3-18 мас. %, при этом известняк в шихту дозируют на образование CaF2•3СаО•2SiO2, CaF2, 2CaO•SiО2.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочь в шихту дозируют из условия обеспечения молекулярного соотношения Аl2О3+Fe2O3/Na2O+K2O=0,9-1,1. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработанную угольную футеровку алюминиевых электролизеров измельчают и смешивают с глиноземсодуизвестняксодержащей шихтой или измельчают ее с сырьевыми материалами при приготовлении шихты для спекания.
RU2000130110A 2000-11-30 2000-11-30 Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров RU2199488C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000130110A RU2199488C2 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000130110A RU2199488C2 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2000130110A RU2000130110A (ru) 2002-09-27
RU2199488C2 true RU2199488C2 (ru) 2003-02-27

Family

ID=20242844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000130110A RU2199488C2 (ru) 2000-11-30 2000-11-30 Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2199488C2 (ru)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247160C1 (ru) * 2003-11-24 2005-02-27 Поляков Пётр Васильевич Способ переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
RU2339711C1 (ru) * 2007-01-31 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") Способ переработки фильтр-остатков, образующихся при производстве алюминия и его сплавов
RU2402621C1 (ru) * 2009-09-03 2010-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") Способ переработки фторсодержащих материалов, используемых в электролитическом производстве алюминия
RU2417162C1 (ru) * 2009-11-09 2011-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" Способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья
RU2425179C2 (ru) * 2009-05-04 2011-07-27 Семен Игоревич Ножко Способ переработки солевого шлака (пушонки), образующегося при отключении электролизера для производства алюминия в ремонт
RU2624570C1 (ru) * 2016-08-23 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
RU2816485C1 (ru) * 2023-07-11 2024-04-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения синтетического флюорита и раствора каустической соды

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (ru) * 1992-07-24 1998-01-27 Алюминиюм Пешинэ Способ термической обработки использованных набоек электролизных ван hall-heroult

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (ru) * 1992-07-24 1998-01-27 Алюминиюм Пешинэ Способ термической обработки использованных набоек электролизных ван hall-heroult

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Арлюк Б.И. Усовершенствование процессов переработки алюминатно-щелочных спеков - М., 1978, с.13-14. *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247160C1 (ru) * 2003-11-24 2005-02-27 Поляков Пётр Васильевич Способ переработки фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
RU2339711C1 (ru) * 2007-01-31 2008-11-27 Открытое акционерное общество "Сибирский научно-исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности" (ОАО "СибВАМИ") Способ переработки фильтр-остатков, образующихся при производстве алюминия и его сплавов
RU2425179C2 (ru) * 2009-05-04 2011-07-27 Семен Игоревич Ножко Способ переработки солевого шлака (пушонки), образующегося при отключении электролизера для производства алюминия в ремонт
RU2402621C1 (ru) * 2009-09-03 2010-10-27 Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО ТД "Байкальский алюминий") Способ переработки фторсодержащих материалов, используемых в электролитическом производстве алюминия
RU2417162C1 (ru) * 2009-11-09 2011-04-27 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" Способ переработки щелочного алюмосиликатного сырья
RU2624570C1 (ru) * 2016-08-23 2017-07-04 Общество с ограниченной ответственностью "Безотходные и малоотходные технологии" (ООО "БМТ") Способ переработки натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
RU2816485C1 (ru) * 2023-07-11 2024-04-01 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Способ получения синтетического флюорита и раствора каустической соды

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 (zh) 一种磷石膏协同赤泥固化稳定飞灰的方法
CN110106312B (zh) 一种利用电解铝碳渣生产lf化渣剂的工艺
CN106565120A (zh) 一种铝电解废槽衬的无害化处理利用方法
CN113443643B (zh) 一种协同处理铝灰、炭渣及脱硫石膏渣的方法
CN107352819B (zh) 一种铝电解槽炭质废料用于生产氟铝酸钙熟料的方法
CN109047285A (zh) 一种铝电解槽废阴极炭块中含钠、含氟化合物的转化方法与系统
CN100542702C (zh) 一种铝电解槽废阴极炭块无害化的处理方法
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 (zh) 一种利用稀土尾矿制备水泥熟料的方法
CN114804668A (zh) 一种用于生产再生骨料的活化固碳材料的制备方法
CN114074949B (zh) 一种电解槽废料中氟化物的催化解离方法
CN109108050A (zh) 一种铝电解大修渣中含钠、含氟化合物的转化方法与系统
RU2199488C2 (ru) Способ переработки отработанной угольной футеровки алюминиевых электролизеров
RU2393241C1 (ru) Способ переработки мелкодисперсных натрий-фтор-углеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия
CN110015672B (zh) 利用电解槽废料生产氟化镁的方法
RU2402621C1 (ru) Способ переработки фторсодержащих материалов, используемых в электролитическом производстве алюминия
RU2167210C2 (ru) Способ переработки углеродистого шлама, выводимого из системы электролитического получения алюминия
RU2171853C2 (ru) Способ переработки отработанной футеровки алюминиевых электролизеров
CN101239706A (zh) 一种硫酸钙生产硫化钙的方法
CN114180865A (zh) 一种资源化利用城市垃圾焚烧飞灰的方法
RU2630117C1 (ru) Способ переработки отработанной углеродной футеровки алюминиевого электролизера
CN107200488B (zh) 干法旋窑厂用铝电解槽炭质废料生产氟铝酸盐水泥的方法
JP3659076B2 (ja) カルシウムアルミネートの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081201