CS229888B1 - Způsob výroby hliníkového koncentrátu a zařízení na jeho realizac - Google Patents

Abstract

Způsobem výroby hliníkového koncentrátu a seřízením k jeho realisaci se řeší zvýšení efektivity využití hliníkového Stěru. Podstata způsobu výroby podle vynálezu spočívá v tom, že protiproudým působením vody na rozdružený hliníkový stár se od sebe oddálí odpad a hrubozrnné, převážné kovové podíly, která se v sušárně termochemicky zpracují a získá se hliníkový koncentrát. Zařízení k provádění tohoto způsobu sestává ze vstupní části zasahující do směšovacího a dělicího členu s plynulou změnu průřezu, který ve své nejužší části přechází do šikmého perforovaného dna spojeného s přívodním potrubím vody, v horní části je opatřen prvním přepadem a ve spodní čéstj štěrbinou napojenou na vynášecí a odvodnovací část, která je opatřena druhým přepadem a skluzem hliníkového koncentrátu do sušárny opatřené výstupem hotového produktu. Způsob a zařízení podle vynálezu lze použít i pro separaci jiných materiálů, jejichž jednotlivá složky mají různou měrnou' hmotnost nebo smáčivost.

Description

Vynález se týká způsobu výroby hliníkového koncentrátu a zařízení na provádění tohoto způsobu a řeSí zvýšení efektivity využití hliníkového stěru.

V současné době se část kovového hliníku získává z hlinkového stěru tak, že stěr se mele, případně chladí, a současně se rozdružuje a takto připravený stěr se dělí proséváním, případně vzdušnou separací, nebo kombinací obou těchto postupů. Tímto způsobem se stěr může podle granulometrického složení rozdělit na několik frakcí. Hrubozrnné podíly obsahují převážně kovový hliník s proměnným obsahem oxidu hinitého, karbidů a nitridů hliníku a často také fluorosoli a jiné původní látky.

Jemnozrnné podíly pak obsahují převážně nekovové doprovodné látky s proměnným obsahem kovového hliníku. Kvalita hrubozrnných kovových podílů stěru, tzv. hliníkového koncentrátu, se často vyjadřuje kovnatostl, to znamená obsahem kovového hliníku v dané frakci, který se vyjadřuje v procentech hmotnosti. Kovnatost hliníkového koncentrátu se dá do určité míry ovlivnit celkovým způsobem zpracování stěru a závisí tedy i na použitém způsobu’dělení stěru.

Obecně je věak možné říci, že se zmenšováním střední velikosti granulí hliníkového koncentrátu klesá jeho kovnatost, což zároveň snižuje možnosti efektivního využití hliníkového koncentrátu. Hliníkový koncentrát se zpracovává přetavováním, případně se používá ve formě granulí různého frakčního složení na dezoxidaci oceli, na výrobu exotermických směsí, na aluminotermické.i redukce apod.

Přetavování hliníkových granulí obvyklými postupy je v důsledku jejich velkého měrného povrchu spojené se znaěnými ztrátami oxidací. Z uvedeného důvodu se na přetavování granulí používají často speciální postupy, spojené obvykle s použitím krycích solí. To mé za následek zvětšení množství materiálu v tavičím procesu, což je nevýhodné jak z energetického hlediska, tak i z hlediska narůstajících problémů spojených s deponováním použitých soli, které jsou rozpustné ve vodě a v místě skládky negativně ovlivňují čistotu^povrchových i spodních vod. Širšímu použití hliníkového koncentrátu ve formě granulí často brání při nedokonalém oddělení prachových částic a příměsí jemnozrnného reaktivního kovového hliníku zvýšené nebezpečí vzniku požárů a výbuchů. Dalšími velmi nepříjemnými příměsemi jsou karbidy a nitridy hliníku, jejichž přítomnost při daném způsobu využití hliníkového koncentrátu je často nežádoucí, případně může být při styku s vlhkostí příčinou vzniku páchnoucích a výbušných plynných směsí čpavku, metanu a vodíku.

Při realizaci většiny známých způsobů využití hliníkového koncentrátu jsou oxid hlinitý a fluorosoli pouze odpadním materiálem, přičemž obě tyto látky jsou samy o sobě cennou surovinou použitelnou při elektrolytické výrobě primárního hliníku. Jejich dokonalejší separací a následným odděleným zpracováním podle postupu uvedeného v československém autorském osvědčení č. 198 370 je možné zvýšit efektivitu a komplexnost zpracování stěru.

Zařízení na výrobu hliníkového koncentrátu suchými způsoby si vyžadují vybudování a provoz nákladných vzduchotechnických zařízení na zachycování velkého množství vznikajícího prachu, přičemž získaný produkt mé vysoký obsah nekovových příměsí. Pokusy získat hliníkový koncentrát hydroseparaei, jako jsou např. hydrocyklóny nebo odstředivky, nebyly úspěšné, protože míšení kapaliny se stěrem se musí provádět ve zvláštních nádržích a čerpání vysoce abrazívní suspenze silně narušuje čerpadla, potrubí a armatury, přičemž se v nich zároveň vytvářejí výbušná směsi plynů.

Výše uvedená nedostatky odstraňuje způsob výroby hliníkového koncentrátu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že protiproudým působením vody na rozdružený stěr se oddělí hrubozrnné, převážně kovové podíly hliníkového stěru od jemnozrnných, převážně nekovových podílů, přičemž ve vodě rozpustné solné komponenty stěru přecházejí do roztoku, ne3 rozpustné, převážně nekovové podíly stěru, se vyplavují a hrubozrnné, převážně kovové podíly, se přivádějí do sušárny k delšímu termochemickému zpracování, šímž se získává hliníkový koncentrát vysoké ěistoty.

Podstata zařízení k provádění tohoto postupu spoělvé v tom, že sestává ze vstupní části pro přívod hliníkového stšru, která zasahuje do směšovacího a dělicího členu s plynulou změnou průřezu, který přechází v nejužšíčésti průřezu do šikmého perforovaného dna spojeného 8 potrubím pro přívod vody, přičemž směšovací a dělicí člen je v horní části opatřen prvním přepadem pro odvod vyplavovaných jemnozrnných podílů stšru a ve spodní části štěrbinou, která je napojená na vynášecí a odvodňovací člen. Ten je opatřený odvodňovacím druhým přepadem pro odvod zbytku vyplavovaných jemnozrnných podílů stšru a skluzem, jímž se mokrý hliníkový koncentrát dostává do sušárny, z níž se hotový produkt odebírá výstupem. Jako vynášecí a odvodňovací člen se může použít šroubový, pásový nebo hřeblový třídič.

Výhodou způsobu výroby hliníkového koncentrátu podle vynálezu je, že kombinací hydrose parace a termochemických reakcí, které probíhají během sušení, je možné dosáhnout vyšší kovnatosti získaného produktu při podstatné nižším obsahu škodlivých příměsí. Kovnatost hliníkového koncentrátu frakcí 2 až 20 mm získaných mechanickým proséváním rozdruženého stěru byla 75 %, při obsahu karbidů a nitridů 0,6 % hmotnosti. Naproti tomu hliníkový koncentrát získaný podle vynálezu ze stěru o stejném chemickém a granulometrickém složení měl kovnatost 88 % a obsah karbidů a nitridů klesl na 0,03 % hmotnosti. Rozdíl v kovnatosti a obsahu škodlivých příměsí je tím větší, čím menší je střední granulometrické složení zpracovávaného stěru.,

To umožňuje zpracovat na hliníkový koncentrát postupem podle vynálezu i drobnější podl ly Stěru, čímž lze dosáhnout vyšší výtěžnosti hliníku obsaženého ve zpracovávaném stěru při vyhovující kvalitě získaného produktu. Výhodou zařízení je, že hydroseparací lze dělit 1 materiály, které ve styku s kapalinou uvolňují plyny, vytvářející často výbušné směsi. Přitom odpadá doprava vysoceabrazřvních suspenzí pomocí kapaliny, které rozrušují potrubí, armatury a čerpadla, a zároveň není třeba budovat a provozovat nákladná vzduchotechnická zařízení na zachycování prachu.

Součástí zařízení je i sušárna, kde zároveň se sušením hliníkového koncentrátu probíhá i chemický rozklad zbytku nežádoucích příměsí.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení zařízení na výrobu hliníkového koncentrátu podle vynálezu, kde představuje obr. 1 - schematický řez zařízením dle čáry A-A z obr. 2, obr. 2 - řez zařízením podle vynálezu dle čáry B-B z obr. 1 a obr. 3 - řez sušárnou zařízení.

Ochlazený a rozdružený hliníkový stěr se dávkuje shora potrubím ponořeným pod hladinu vody do vstupní části 1, která zasahuje do směšovacího a dšlicího členu 2, do nšhož se odspodu přivádí voda šikmým perforovaným dnem J a potrubím Jemnozrnné, převážně nekovové podíly stěru vyplavované vodou se odvádějí prvním'přepadem Hrubozrnné, převážně kovové podíly stěru klesají směrem k zužujícímu se šikmému perforovanému dnu J, kde je rychlost proudění kapaliny největší, a jsou tedy nejintenzívněji nadlehčovány, přičemž se dostávají štěrbinou 6 do výstupní, tzv. vynáěecí a odvodňovací části 2 zařízení.

V důsledku využití rozdílu výšek hladin Ji je odtokem části kapaliny štěrbinou 2 ulehčen transport hrubozrnných podílů ze směšovacího a dělicího členu 2 do vynášecí a odvodňovací části 2 zařízení. Jako vynášecí a odvodňovací čést 2 zařízení se používá šroubový třídič, ale může to být i pásový nebo hrablový třídič. Obsah nekovových příměsí v hliníkovém koncentrátu je možné sriížit jeho dodatečným propíráním vodou přiváděnou do spodní části třídiče a sprchováním vynášeného materiálu před skluzem 2·

Přebytečná kapalina znečištěná jemnozrnnými podíly stěru je z výstupní části zařízení odváděna druhým přepadem 8 a společně se znečištěnou vodou z prvního přepadu í je svedena do sedimentační nádrže. Vodu zbavenou sedimentací jemnozrnných podílů stěru je mošně během procesu částečně nebo úplně recirkulovat. Vynášený hliníkový koncentrát se skluzem 2 dostává do rotační sušárny 10 pracující protiprouoým způsobem a vytápěná zemním plynem.

Jako sušárnu je možné použít každá vhodné zařízení, kde jsou spaliny v přímém styku se sušeným materiálem. Vodní páry, která vznikají při spalování zemního plynu, spolu β vlhkostí vnášenou hliníkovým koncentrátem, se zúčastňují chemického rozkladu zbytků karbidů, nitridů a jemnozrnnáho reaktivního hliníku, přičemž kinetický průbšh těchto rozkladných reakcí je urychlovaný zvýšenou teplotou, Přímý styk spalin se sušeným materiálem , má i tu výhodu, že v průběhu sušení nemůže dojít k vytvoření výbušná smšsi plynů. Vysušený hliníkový koncentrát zbavený zbytků nežádoucích příměsí se ze sušárny 10 odebírá, výstupem 11.

Způsob a zařízení podle vynálezu je možná kromš hliníkového stáru použít i na separační děleni směsí jiných materiálů, v nichž mají jednotlivé složky růdnou měrnou hmotnost nebo smáčivost. Kromě vody lze použít i jiné druhy kapalin.

Claims (3)

1. Způsob výroby hliníkového koncentrátu ochlazeného a rozdruženáho hliníkového stáru, vyznačující se tím, že ;protiproudým působením vody na hliníkový atěr se od sebe oddělují jeho ve vodě rozpustná solná komponenty, která přecházejí do roztoku, nerozpustná jemnozrnné, převážně nekovové podíly, které se vyplavuji, a hrubozrnná, převážně kovové podíly, která se dále přivádějí do sušárny, kde se termochemicky zpracovávají a získává ae hliníkový koncentrát vysoké čistoty.

2. Zařízení k provádění způsobu výroby hliníkového koncentrátu hydroseparací podle bodu 1, vyznačující se tím, že sestává ze vstupní části (1) pro přívod hliníkového stěru, která zasahuje do směšovacího a dělicího členu (2) s plynulou změnou průřezu, který přechází v nejužší části průřezu do šikmého perforovaného dna (3) spojeného a potrubím (4) pro přívod vody, přičemž směšovací a dělicí člen (2) je v horní části opatřen prvním přepadem (5) pro odvod vyplavovaných jemnozrnných podílů stěru a ve spodní části štěrbinou (6) napojenou na vynášecí a odvodňovacl část (7), která je opatřena odvodňovacím druhým přepadem (8) na odvod zbytku vyplavovaných jemnozrnných podílů stěru a skluzem (9) pro odvod mokrého hliníkového koncentrátu do sušárny (10) opatřená výstupem (11) hotového produktu.

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačující se tím, Ze vynášecí a odvodňovacl část (7) je tvořena šroubovým, pásovým nebo hřeblovým třídičem.