Способ переработки отходов производства алюминия

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам переработки твердых отходов шламового поля производства алюминия. Сущность способа заключается в термической обработке твердых отходов шламового поля, предварительно смешанных с целлюлозосодержащим материалом и ПАВ, с последующим дроблением и обезжелезиванием, в результате чего получают криолит-глиноземную смесь с содержанием углерода менее 1,5-2,0 мас.%. Сафиев Хайдар, Кабиров Шералишо Олимович (TJ), Янко Эдуард Афанасьевич (RU), Азизов Бозорали Сатторович, Мирпочаев Хуршед Абдумуминович, Мухамедиев Надим Пулатович, Рузиев Джура Рахимназарович, Дустбоев Мухаммадсобир, Бердиев Мухамади Умурзокович (TJ) 015635 Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам переработки твердых отходов шламового поля производства алюминия. Известен способ переработки отходов шламового поля, который позволяет выделить полезные составляющие путем превращения сульфатов в карбонаты и флотацией отделить уголь от криолита и глинозема [1]. Однако этот способ получения криолит-глиноземной смеси требует предварительной отмывки шлама от сульфатов и карбонатов с последующей флотацией шлама. Способ переработки твердых отходов шламового поля алюминиевого производства [2] предусматривает спекание шлама при температуре 750-850 С и постоянном доступе воздуха в течение 20-40 мин. Полученный спек измельчают, выщелачивают водой при 70-80 С и соотношении Т:Ж от 1:3 до 1:5 в течение 30-90 мин. Пульпу фильтруют, раствор, содержащий алюминат натрия, используют в качестве щелочного коагулянта для очистки питьевых и сточных вод, а осадок, содержащий криолит и глинозем,высушивают при 150 С в течение 30-60 мин и используют в качестве сырья для производства алюминия. Недостатком данного способа является необходимость отмывки полученного продукта от сульфатов и алюмината натрия и дальнейшей сушки полученной криолит-глиноземной смеси, что ведет к увеличению трудозатрат и удорожанию продукта. Наиболее близким к заявленному изобретению является способ переработки твердых отходов шламового поля производства алюминия [3]. Шлам после естественной сушки смешивают с 20-40% раствором ПАВ в соотношении Т:Ж от 7:1 до 10:1, формуют в брикеты, которые высушивают при температуре 100-150 С в течение 1-3 ч и подвергают термической обработке (спеканию) при температуре 750-1000 С в течение 2-4 ч с принудительным удалением продуктов сгорания. Брикеты после спекания (спек) охлаждают в естественных условиях, измельчают, просеивают и подвергают обезжелезиванию - полученную таким образом криолит-глиноземную смесь с содержанием углерода менее 1,5-2,0 мас.% используют в качестве сырья для производства алюминия. К недостаткам данного способа относятся: неравномерность спекания, приводящая к неоднородности химического состава центральных и периферийных частей брикета, а также высокая плотность и низкая пористость брикетов, затрудняющая последующее их измельчение. К тому же данный способ не предусматривает утилизацию тепла уходящих газов и их очистку с улавливанием соединений фтора. С целью устранения имеющихся недостатков разработан способ, предусматривающий предварительное внесение в шлам целлюлозосодержащих материалов, сгорание которых в процессе термической обработки обеспечивает достаточно полное и равномерное выгорание углерода по всему объему брикета и высокую пористость брикета. Способ осуществляют следующим образом. Шлам после естественной сушки перемешивают с целлюлозосодержащим материалом (отходы переработки древесины - опилки, стружки, щепа; измельченные стебли хлопчатника; сухая листва и т.д.) в количестве 1-3% от массы шлама и 20-40% раствором ПАВ в соотношении Т:Ж от 7:1 до 10:1. Полученную массу формуют в брикеты и высушивают. Сушку сформованных брикетов осуществляют в зависимости от погодно-климатических условий либо в естественных условиях, либо при 100-150 С в течение 1-3 ч. Высушенные брикеты подвергают термической обработке (обжигу), в результате которой протекают различные физико-химические процессы, в т.ч. интенсивное сгорание углерода. Обжиг производят при 750-1000 С в течение 2-4 ч при постоянном доступе воздуха и принудительном удалении продуктов сгорания, которые с целью утилизации тепла и улавливания соединений фтора пропускают через теплообменники и содовый раствор. После естественного охлаждения брикеты измельчают, пропускают через сито и подвергают обезжелезиванию в электромагнитном уловителе. Полученная криолит-глиноземная смесь, содержащая до 1,5-2 мас.% углерода, может быть использована в качестве сырья для производства алюминия и укрывного материала для анодного массива электролизеров. Пример. 100 кг шлама, содержащего после высушивания в естественных условиях, мас.%: криолит 26,7,глинозем 18,2, углерод 27,3, сульфат натрия 8,4, карбонат и бикарбонат натрия 6,1, фторид натрия 3,8,оксиды железа 0,8, диоксид кремния 0,7 и влага 2,5; смешали последовательно с 1,5 кг древесных опилок и раствором ПАВ, полученным перемешиванием 10 л воды с 2 кг лигносульфоната натрия. Из полученной массы были сформованы брикеты, которые были высушены в сушильной камере при температуре 120 С в течение 2 ч. Затем брикеты были помещены в печь, где происходил их обжиг при температуре 750-1000 С в течение 4 ч при постоянном доступе воздуха и принудительном удалении продуктов сгорания. Продукты сгорания пропускали через теплообменник и направляли в систему газоочистки электролизного производства, в которой из газообразных продуктов извлекали до 99% фтористых соединений. Брикеты после обжига охлаждали в естественных условиях до температуры окружающей среды, затем дробили и пропускали через электромагнитный уловитель. Полученная криолит-глиноземная смесь содержала, мас.%: криолит 28,5, глинозем 41,2, углерод 1,1, сульфат натрия 2,8, фторид натрия 8,4, оксид натрия 9,3, оксиды железа 1,2, диоксид кремния 1,1. Способ позволяет осуществить переработку отходов шламового поля с получением сырья для производства алюминия и укрывного материала для анодного массива электролизеров, что ведет к снижению себестоимости продукции и улучшению экологической обстановки.-1 015635 Источники информации: 1. Патент на изобретение TJ 147. Способ переработки отходов шламового поля производства алюминия. 2. Евразийский патент 003660. Способ переработки твердых отходов шламового поля алюминиевого производства. С 22B 7/00 3. Малый патент на изобретение TJ 345. Способ переработки твердых отходов шламового поля производства алюминия. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ переработки твердых отходов шламового поля производства алюминия, заключающийся в том, что шлам после высушивания в естественных условиях смешивают с 20-40% раствором ПАВ в соотношении Т:Ж от 7:1 до 10:1, формуют в брикеты, которые высушивают при температуре 100-150 С в течение 1-3 ч и подвергают термической обработке при температуре 750-1000 С в течение 2-4 ч с принудительным удалением продуктов сгорания, после естественного охлаждения брикеты измельчают, просеивают, подвергают обезжелезиванию и получают криолит-глиноземную смесь с содержанием углерода менее 1,5-2,0 мас.%, отличающийся тем, что шлам предварительно перемешивают с целлюлозосодержащим материалом в количестве 1-3% от массы шлама, а продукты сгорания пропускают через теплообменники и содовый раствор. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что брикеты после формования высушивают в естественных условиях.