CS198370B1 - Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin - Google Patents
Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin Download PDFInfo
- Publication number
- CS198370B1 CS198370B1 CS150175A CS150175A CS198370B1 CS 198370 B1 CS198370 B1 CS 198370B1 CS 150175 A CS150175 A CS 150175A CS 150175 A CS150175 A CS 150175A CS 198370 B1 CS198370 B1 CS 198370B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- aluminum
- hydrofluoric acid
- fine
- hot water
- swabs
- Prior art date
Links
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 title description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 title 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 3
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 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 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- -1 aluminum carbides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013103 analytical ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin, to znamená komplexního zužitkování materiálu, který se vznáší na povrchu roztaveného hliníku a jeho slitin, nebo se usazuje na stěnách pecí, kde se taví hliník, anebo se sbírá v tekutém stavu a připravuje se na odlévání.
Před odléváním hliníku nebo i jinou manipulací s ním, stahuje se z povrchu tekutého kovu šedý pórovitý aglomerát — stěr, který obsahuje mimo hliník ještě různé chemické látky. Tyto chemické látky obsahují především kysličník hlinitý, fluorové soli, karbidy a nitridy hliníku a proměnlivé množství jiných chemických látek, jejichž kvalitativní a kvantitativní zastoupení závisí na složení zpracovávaného kovu, způsobu rafinace, popřípadě na druhu použitých vycezovacích solí a podobně.
Ze stěrů se dnes převážně získává pouze část kovového hliníku, a to tak, že se stěry rozdrobí, popřípadě chladí a zároveň rozdružují, dále se mechanicky dělí na frakce, z nichž hrubozrnné obsahují převážně kovový hliník s různým obsahem původních chemických látek a jemnozrnné, obsahující převážně výše uvedené látky s menším množstvím jemnozrnného kovového hliníku. Jemnozrnné frakce stěrů se většinou nezužltkovávají, nebo se zužitkovávají v malé míře a neefektivně, například na desoxidaci ocelí, na výrobu exotermických směsí, dále se používají jako plnidla do některých barev a jiných materiálů a podobně. Pokusy s přímým přidáváním zmíněných chemických látek do elektrolytu Heroult-Hallova hliníkového elektrolyzéru, který je v podstatě taveninou kryolitu a kysličníku hlinitého, nebyly úspěšné, a to proto, že karbidy a nitridy obsažené ve stěrech jsou považovány za škodlivé příměsi, tvořící usazeniny na dně katód hliníkových elektrolyzérů a také zhoršují kvalitu vyráběného hliníku a dále proto, že jemný reaktivní hliník při přímém dávkování stěrů do elektrolytu hoří na jeho povrchu, což zvyšuje ztráty na solích obsahujících fluor. Uvedené škodlivé příměsi je většinou možné odstranit ze stěrů i dlouhodobým působením suché vodní páry. Při dávkování takto upravených stěrů do elektrolytů Heroult-Hallových elektrolyzérů dochází ke zvýšeným ztrátám fluoru, který uniká ve formě fluorovodíku následkem vzájemných chemických reakcí mezi hydráty, obsaženými ve sterech a fluorovými složkami elektrolytu, jakož i následkem hoření jemnozrnného hliníku na povrchu elektrolytu. Odstranění chemicky vázané vody ze stěrů si vyžaduje vysokou kalcinační teplotu a je spojené s únikem fluoru ze stěrů.
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin, a to jemnozrnného podílu po oddělení hrubozrnného podílu podle vynálezu, jehož podstatou je, že se jemnozrnný podíl podrobí dvoustupňovému zpracování, a to nejprve působení horké vody o teplotě 60 až 95 °C po dobu 10 až 24 hodin až se pH ustálí mezi 9 až 13 a únik vznikajících plynů se podstatně sníží a poté se přidá zředěná kyselina fluorovodíková 1 až 20procentní s výhodou získaná zachycováním plynných exhalátů vznikajících při elektrolytické výrobě hliníku, přičemž se teplota směsi opět udržuje při teplotě nejvýše 95 °C po dobu 2 až 24 hodin a po skončení reakce se nadbytek kyseliny fluorovodíkové zneutralizuje na pH 6,5 až 7,5 a zahuštěný rmuť se suší při teplotě 200 až 300 °C.
Další podstatou vynálezu je, že nadbytek kyseliny fluorovodíkové se neutralizuje alkalickým roztokem, který se vytvořil v prvním stupni při působení horké vody.
Výhodou řešení podle vynálezu je možnost použití výsledného produktu znovu v procesu primární výroby hliníku jako směsného produktu kysličníku hlinitého se solemi obsahujícími fluor.
Při působení horké vody na jemnozrnné podíly stěrů začnou probíhat následující reakce:
AUCs + 12H2O = 3CH4 + 4A1(OH)3
AI2N2 + 6H2O = 2NH3 + 2A1(OH)3
2A1 + 4H2O + NaOH = 3Hj + NaAltk + + A1(OH)3
Průběh těchto reakcí je charakteristický z rmutu unikajícími plyny, jejichž množství se s časem zmenšuje. Když únik plynů je již jen málo intenzívní, stáhne se zásaditý roztok a přidá se zředěná kyselina fluorovodíková v mírném přebytku, jejíž množství závisí na složení stěrů a jejich množství. Přitom ve rmutu probíhají při teplotě nejvýše do 95 °C tyto reakce:
A1(OH)3 + 3HF = AIF3 + 3H2O
AI2N2 + 6HF = 2NHs + 2A1F3
AhCs + 12HF = 3CHí + 4A1F3
NaAlOa + 4HF = NaF + AlFs + 2H2O
2A1 + 6HF = 3H2 + 2A1F3
Také v tomto případě je ukončení reakcí indikováno zmenšujícím se množstvím z reakční směsi unikajících plynů. Průběh uvedených reakcí je ve skutečnosti o něco složitější a vzniká při nich celá škála fluorohlinitanů. Přebytek kyseliny fluorovodíkové, jak již bylo řečeno, může se neutralizovat alkalickým roztokem, vznikajícím při reakci stěrů s horkou vodou nebo jinou vhodnou alkálií. Rozsah koncentrace kyseliny fluorovodíkové v rozmezí 1 až 20 % je volen tak, aby přílišné zředění neprodlužovalo dobu rozkladu a horní hranice v konkrétním případě závisí na zvládnutí kinetického průběhu reakcí. Jejich průběh je totiž spojený s uvolňováním tepla, a proto je možné pracovat tak, že po začátečním zahřátí rmutu, nejlépe parou, se obsah pogumované reakční nádrže, v níž rozklad probíhá, samovolně zahřívá, avšak pouze do té míry, aby její teplota nepřekročila 95 °C, protože by došlo k prudkému a nekontrolovatelnému průběhu uvedených reakcí, provázenému značným únikem plynů z reakční směsi a tím k jejímu kypění. Rozklad se také musí provádět tak, aby se zamezilo vytváření výbušné směsi hromaděním unikajících plynů v uzavřeném prostoru. Rmut se dále zahustí například filtrací nebo jiným vhodným způsobem a suší se při teplotě 200, až 300 °C, čímž se získá produkt, který jé v podstatě směsí kysličníku hlinitého, fluoridů a fluorohlinitanů, určitého množství méně reaktivního kovového hliníku a jiných solí a je vhodný k dávkování do Heroult-Hallových hliníkových elektrolyzérů, protože je prakticky zbaven uvedených škodlivých příměsí, zejména karbidů a nitridů. Část nejreaktivnějšího hliníku se rozloží v alkalickém prostředí i při působení kyseliny fluorovodíkové a vzniknou z něj fluorosoli.
Příkladné provedení postupu podle vynálezu je následující.
Ke zpracování byly vzaty stery, v nichž byl kovový hliník do velikosti zrna 10 mm oddělen na mechanickém mlecím a třídicím zařízení. Chemické složení frakce pod síty bylo 41 % hmotnostních kovového hliníku, 36 % hmotnostních kysličníku hlinitého, 7 % hmotnostních fluoru, 5 % hmotnostních sodíku, 5 °/o hmotnostních karbidů a nitridů a 6 % hmotnostních připadalo na zbylé přimíseniny. Působením vody se snížil podíl sodíku o 1 °/o hmotnostní a podíl zbylých přimísenin o 2 % hmotnostní přechodem ve vodě rozpustných solí zejména chloridů do roztoku a hydroseparací se původní stěr rozdělil na dvě frakce, a to na hrubozrnnou s velikostí zrn nad 1,2 mm s převládajícím obsahem hliníku, asi 80 °/o celkového množství kovu v původních stěrech, a na jemnozrnnou frakci pod 1,2 mm, která se usazovala v sedimentačně reagenční kónické pogumované nádrži o obsahu 120 m3, přičemž se voda znovu vracela do hydroseparačního procesu. Podíl frakce nad 1,2 mm v této jemnozrnné frakci byl pouze 4 % hmotnostní. Jemnozrnný materiál v nádrži se dále podrobil působení horké vody po dobu 24 hodin při průměrné teplotě 70 °C a pak působení tříprocentní kyseliny fluorovodíkové opět po dobu 24 hodin při téže průměrné teplotě 70 °C. Na 1 tunu stěrů bylo přidáno 30 m1 * 3 kyseliny fluorovodíkové zmíněné koncentrace, která byla získána absorpcí fluorových exhalátů z elektrolytické výroby hliníku. Po 24 hodinách, když vývoj plynů byl již nepatrný, zneutralizovala se reakčni směs roztokem z prvního stupně po působení horké vody, a to na pH = 7. Zahřátí rmutu na potřebné teploty bylo prováděno párou, kterou se materiál též míchal. Další míchání po dosažení potřebné teploty se provádělo stlačeným vzduchem. Po neutralizaci se materiál odfiltroval na vakuovém filtru a vysušil v rotační peci při teplotě materiálu na výstupu 250 ° C. Celkový obsah karbidů a nitridů ve vysušeném produktu nepřekročil 0,1 % hmotnostních. Zařízení technologické linky, mimo reagenčních pogumovaných nádrží, nepřichází do styku s kyselinou fluorovodíkovou, a proto nevyžaduje zvláštní povrchovou ochranu.
Postup podle vynálezu lze s výhodou použít všude tam, kde stěry neobsahují prvky, které negativně ovlivňují životnost hliníkových elektrolyzérů a čistotu vyráběného kovu, jako je například draslík a měď.
Claims (2)
1. Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin, a to jemnozrnného podílu po oddělení hrubozrnného podílu, vyznačující se tím, že se jemnozrnný podíl podrobí dvoustupňovému žpracování, a to nejprve působením horké vody o teplotě 60 až 95 QC po dobu 10 až 24 hodin až se pH ustálí mezi 9 až 13 a únik vznikajících plynů se podstatně sníží a poté se přidá zředěná kyselina fluorovodíková 1 až 20procentní, získaná například zachycováním plynných exhalátů vznikajících při elektrolytické výrobě hliníku, přičemž směs se opět udržuje při teplotě nejvýše do 95 °C po dobu 2 až 24 hodin a po skončení reakce se nadbytek kyseliny fluorovodíkové zneutralizuje na pH
6,5 až 7,5 a zahuštěný rmut se suší při teplotě 200 až 300 °C.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že nadbytek kyseliny fluorovodíkové se neutralizuje alkalickým roztokem, který se vytvořil v prvním stupni působením horké vody.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS150175A CS198370B1 (cs) | 1975-03-06 | 1975-03-06 | Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS150175A CS198370B1 (cs) | 1975-03-06 | 1975-03-06 | Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS198370B1 true CS198370B1 (cs) | 1980-06-30 |
Family
ID=5349562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS150175A CS198370B1 (cs) | 1975-03-06 | 1975-03-06 | Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS198370B1 (cs) |
-
1975
- 1975-03-06 CS CS150175A patent/CS198370B1/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pong et al. | Spent potlining–a hazardous waste made safe | |
| NO822958L (no) | Fremgangsmaate ved gjenvinning av metallbestanddeler fra blyakkumulatorer. | |
| CN113278808B (zh) | 一种联动回收铝冶炼过程多种固废物料的方法 | |
| CA1308232C (en) | Method for the continuous chemical reduction and removal of mineral matter contained in carbon structures | |
| EP0724306B1 (en) | Process for the hydrometallurgical and electrochemical treatment of the active mass of exhausted lead batteries, to obtain electrolytic lead and elemental sulphur | |
| US4900535A (en) | Recovery of fluoride values from waste materials | |
| CN114074949B (zh) | 一种电解槽废料中氟化物的催化解离方法 | |
| RU2472865C1 (ru) | Способ переработки фторсодержащих отходов электролитического производства алюминия | |
| US8569565B2 (en) | Process for recycling spent pot linings (SPL) from primary aluminium production | |
| CA2327878C (en) | Recycling of spent pot linings | |
| Dongyue et al. | Process for stabilizing fluorine in electrolytic aluminum spent pot lining by roasting method | |
| CN115572083A (zh) | 一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料 | |
| FR2669350A1 (fr) | Procede de traitement par voie humide de brasquages uses provenant de cuves d'electrolyse hall-heroult. | |
| US3661737A (en) | Recovery of valuable components from magnesium cell sludge | |
| US3660079A (en) | Precious metals recovery method | |
| US2714053A (en) | Process for the recovery of cryolite from the carbon bottoms of fusion electrolysis cells | |
| US2692197A (en) | Melting and refining by-product lead | |
| CS198370B1 (cs) | Způsob zpracování stěrů stáhnutých z roztaveného hliníku a jeho slitin | |
| JPH11319753A (ja) | アルミドロス残灰の処理方法 | |
| CN108975368A (zh) | 一种降低回收冰晶石中钙含量的方法 | |
| US3493330A (en) | Beneficiation of cryolite material | |
| US3006723A (en) | Process for the separation of aluminum from silicon in aluminum silicate ores | |
| TWI907800B (zh) | 從瓦耳茨（Ｗａｅｌｚ）氧化物去除鹵化物之方法 | |
| US2857252A (en) | Process of reacting sodium silicofluoride with aluminum | |
| WO1991013701A1 (en) | Spent pot liner treatment process |