DE19833419A1 - Processing crushed aluminum-containing residual material used in the secondary aluminum industry comprises adding a carbon support to the material, mixing and converting to oxide ceramic - Google Patents
Processing crushed aluminum-containing residual material used in the secondary aluminum industry comprises adding a carbon support to the material, mixing and converting to oxide ceramicInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verarbeitung von aluminiumhaltigen Reststoffen mit niedrigem Aluminiumgehalt, bei dem der aluminiumhaltige Reststoff zerkleinert wird. Der artige aluminiumhaltige Reststoffe, insbesondere mit niedrigem Aluminiumgehalt, fallen in großen Mengen in verschiedenster Zusammensetzung insbesondere in der Sekundäraluminiumindustrie an. Es kann sich bei diesen aluminiumhaltigen Reststoffen insbesondere um Krätze und Krätzestäube, um Salzschlacke oder aber auch um Oxidrückstände handeln. Der Gehalt an metallischem Aluminium in solchen aluminiumhaltigen Reststoffen ist in der Regel relativ gering, kann aber auch bis zu 30 Gew.-% oder, insbesondere bei Krätze und krätzeähnlichen Reststoffen auch bis etwa 80 Gew.-% ausmachen. Das Verfahren zielt auf die Weiterver wertung oder Wiederverwertung des Aluminiums ab. The invention relates to a method for processing of aluminum-containing residues with a low aluminum content, in which the aluminum-containing residue is crushed. The like aluminum-containing residues, especially with low Aluminum content, fall in large quantities in various Composition especially in the secondary aluminum industry on. It can be with these aluminum-containing residues especially about scabies and scab dust, about salt slag or but also deal with oxide residues. The content of metallic Aluminum in such aluminum-containing residues is in the Usually relatively low, but can also be up to 30% by weight or, especially for dross and dross-like residues up to make up about 80% by weight. The process is aimed at further processing evaluation or recycling of the aluminum.
Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist bekannt. Es geht dabei um die Entsorgung von Oxidrückständen, die einen relativ niedrigen Aluminiumgehalt, etwa bei 5 Gew.-%, aufweisen. Diese Oxidrückstände, die aus der Salzschlackenaufbereitung stammen können, wurden bisher auf öffentliche Deponien ver bracht. Dies ist in Deutschland nur noch befristet zulässig. Es ist daher bekannt, diese oxidrückstände zu zerkleinern und bei der Herstellung von Zement oder Ziegeln als Zusatzstoff einzu setzen, um auf diese Art und Weise die Verwertung des Oxidrück standes durchzuführen und die Deponien zu entlasten.A method of the type described at the outset is known. It is about the disposal of oxide residues, the one have a relatively low aluminum content, approximately 5% by weight. These oxide residues from the salt slag processing have so far been used in public landfills brings. In Germany, this is only permitted for a limited time. It is therefore known to crush and remove these oxide residues the production of cement or brick as an additive to recycle the oxide back in this way carried out and to relieve the landfills.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, mit dem es möglich ist, aluminiumhaltige Reststoffe zu verarbeiten, um dabei das metallische Aluminium in den Reststoffen nicht deponieren zu müssen, sondern möglichst vollständig weiterverwerten zu können. Dabei soll auch der relativ hohe Energiegehalt von metallischem Aluminium für eine sinnvolle Verwertung genutzt werden.The invention has for its object a method of Provide the type described above, with which it is possible is to process aluminum-containing residues in order to Do not deposit metallic aluminum in the residues must, but to be able to recycle as completely as possible. The relatively high energy content of metallic should also be Aluminum can be used for meaningful recycling.
Erfindungsgemäß wird dies bei dem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß dem zerkleinerten Reststoff ein Kohlenstoffträger hinzugefügt und mit diesem zu einem Gemisch vermischt wird, daß aus dem Aluminium (Al) in dem Gemisch und dem Kohlenstoff (C) im Kohlenstoffträger unter Schutzgasatmosphäre und unter Wärmeeinwirkung ein Aluminium carbid (Al4C3) enthaltendes Zwischenprodukt gebildet wird, und daß das Aluminiumcarbid (Al4C3) des Zwischenproduktes in einer Reaktion mit Wasser oder Wasserdampf zu einem wiederverwertbaren oxidkeramischen Werkstoff in Form von Aluminiumoxid (Al2O2) oder Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) und Methan (CH4) als gasförmigen Energieträger umgesetzt wird.According to the invention, this is achieved in the process of the type described in the introduction by adding a carbon carrier to the comminuted residue and mixing it with this to form a mixture that consists of the aluminum (Al) in the mixture and the carbon (C) in the carbon carrier under a protective gas atmosphere and under heat an aluminum carbide (Al 4 C 3) intermediate containing is formed, and in that the aluminum carbide (Al 4 C 3) of the intermediate product in a reaction with water or steam to a re-usable oxide-ceramic material in the form of aluminum oxide (Al 2 O 2) or aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and methane (CH 4 ) as a gaseous energy source.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, in einem ersten Schritt
Aluminiumcarbid (Al4C3) in einem Zwischenprodukt zu bilden. Zu
diesem Zweck wird dem zerkleinerten Reststoff ein Kohlenstoff
träger hinzugefügt und mit diesem homogen vermischt, so daß ein
Gemisch entsteht. Aus dem in dem Gemisch enthaltenen metal
lischen Aluminium und dem enthaltenen Kohlenstoff im Kohlen
stoffträger wird unter Schutzgasatmosphäre und unter Wärmeein
wirkung das Aluminiumcarbid Al4C3 in dem Zwischenprodukt gebil
det. Es versteht sich, daß das Zwischenprodukt auch noch andere
Stoffe enthält. Wichtig für das vorliegende Verfahren ist jedoch
der Anteil an Aluminiumcarbid in dem Zwischenprodukt. Die
Umsetzung geschieht nach der Formel
The invention is based on the idea of forming aluminum carbide (Al 4 C 3 ) in an intermediate in a first step. For this purpose, a carbon carrier is added to the shredded residue and mixed homogeneously with it, so that a mixture is formed. The aluminum carbide Al 4 C 3 is formed in the intermediate product from the metallic aluminum contained in the mixture and the carbon contained in the carbon carrier under a protective gas atmosphere and under the action of heat. It is understood that the intermediate product also contains other substances. However, the proportion of aluminum carbide in the intermediate product is important for the present process. The implementation is done according to the formula
4 Al + 3 C → Al4C3 (1).4 Al + 3 C → Al 4 C 3 (1).
Das Aluminiumcarbid in dem Zwischenprodukt wird je nach einwir
kender Temperatur in einer Reaktion mit flüssigem Wasser oder
Wasserdampf zu einem wiederverwertbaren oxidkeramischen Werk
stoff einerseits und einem gasförmigen Energieträger in Form von
Methan andererseits umgesetzt. Dies kann nach der Formel
The aluminum carbide in the intermediate product is, depending on the active temperature, reacted in a reaction with liquid water or steam to a reusable oxide ceramic material on the one hand and a gaseous energy source in the form of methane on the other hand. This can be done according to the formula
Al4C3 + 6 H2O (g) → 2 Al2O3)4 (g) (2)
Al 4 C 3 + 6 H 2 O (g) → 2 Al 2 O 3 ) 4 (g) (2)
geschehen, wobei das Aluminiumoxid direkt gebildet wird. Dies gilt insbesondere für Temperatureinwirkungen <ca. 400°C während der Reaktion mit dem Wasserdampf.happen, the aluminum oxide being formed directly. This applies in particular to temperature effects <approx. 400 ° C during the reaction with the water vapor.
Andererseits ist es aber auch möglich, aus dem Aluminiumcarbid
Aluminiumhydroxid Al(OH)3 zu bilden, wobei diese Reaktion nach
der Formel
On the other hand, it is also possible to form aluminum hydroxide Al (OH) 3 from the aluminum carbide, this reaction according to the formula
Al4C3 + 12 H2O (g) → 4 Al(OH)3+ 3 CH4 (g) (2')
Al 4 C 3 + 12 H 2 O (g) → 4 Al (OH) 3 + 3 CH 4 (g) (2 ')
abläuft. Das Aluminiumhydroxid Al(OH)3 kann entweder als End
produkt, beispielsweise als Poliermittel, als Füllstoff bei der
Herstellung von Kunststoffen o. dgl. eingesetzt werden. Es ist
aber auch möglich, das Aluminiumhydroxid gemäß Formel 2' in
einer weiteren Reaktion gemäß Formel
expires. The aluminum hydroxide Al (OH) 3 can be used either as an end product, for example as a polishing agent, as a filler in the production of plastics or the like. However, it is also possible to use the aluminum hydroxide according to formula 2 'in a further reaction according to formula
2 Al(OH)3 ⇒ Al2O3 + 3 H2O (g) (3')
2 Al (OH) 3 ⇒ Al 2 O 3 + 3 H 2 O (g) (3 ')
zu Aluminiumoxid als Endprodukt weiterzuverarbeiten. Wie ersichtlich wird bei all diesen Möglichkeiten aluminiumhaltiger Reststoff in einen wiederverwertbaren oxidkeramischen Werkstoff umgeformt und damit einer sinnvollen Wiederverwendung zugänglich gemacht.to be further processed into aluminum oxide as the end product. How with all these possibilities it is evident that it contains aluminum Residual material in a recyclable oxide ceramic material reshaped and thus accessible for meaningful reuse made.
Aus der Stöchiometrie dieser Reaktionen gemäß den oben ange gebenen Formeln geht hervor, daß aus 1 t Aluminium in dem aluminiumhaltigen Reststoff mit der Zugabe von 0,3 t Kohlenstoff und 1 t Wasser 1,9 t Aluminiumoxid und 622,2 m3 Methan gewonnen werden kann. Analog wird aus 1 t Aluminium mit der Zugabe von 0,3 t Kohlenstoff und 2 t Wasser 2,9 t Aluminiumhydroxid und 622,2 m3 Mathan gewonnen.From the stoichiometry of these reactions according to the formulas given above, it can be seen that 1.9 t of aluminum oxide and 622.2 m 3 of methane are obtained from 1 t of aluminum in the aluminum-containing residue with the addition of 0.3 t of carbon and 1 t of water can. Analogously, 2.9 t of aluminum hydroxide and 622.2 m 3 of mathan are obtained from 1 t of aluminum with the addition of 0.3 t of carbon and 2 t of water.
Das Gemisch aus dem zerkleinertem Reststoff und dem Kohlenstoff träger kann vor der Umsetzung zu dem Aluminiumcarbid (Al4C3) kom paktiert werden. Die Kompaktierung kann durch Pelletierung, Granulierung, Brikettierung o. dgl. erfolgen, um die so gebil deten Stücke während des nachfolgenden Prozesses der Carbid bildung besser handhaben zu können.The mixture of the crushed residue and the carbon carrier can be compacted before the conversion to the aluminum carbide (Al 4 C 3 ). The compacting can be carried out by pelleting, granulation, briquetting or the like in order to be able to better handle the pieces thus formed during the subsequent process of carbide formation.
Wenn die Bildung von Aluminiumcarbid (Al4C3) unter der Schutzgas atmosphäre bei Temperaturen <600 °C durchgeführt wird, ergeben sich großtechnisch in sinnvoller Weise nutzbare Reaktionsge schwindigkeiten, obwohl die beschriebene Reaktion grundsätzlich auch bei niedrigeren Temperaturen abläuft.If the formation of aluminum carbide (Al 4 C 3 ) is carried out under a protective gas atmosphere at temperatures <600 ° C, there are usable reaction speeds on a large industrial scale, although the reaction described generally also takes place at lower temperatures.
Aus dem zerkleinerten Reststoff sollten vor der Hinzufügung des Kohlenstoffträgers Verunreinigungen, wie z. B. Salze, wenn vor handen, abgetrennt, insbesondere ausgewaschen, werden. Wenn die Verunreinigungen aus Eisen bestehen, kann eine magnetische Abscheidung genutzt werden. From the shredded residue should be added before the Carbon carrier impurities, such as. B. salts if before handle, separated, especially washed out. If the Impurities made of iron can be magnetic Deposition can be used.
Es ist sinnvoll, das Zwischenprodukt vor der Reaktion mit Wasser oder Wasserdampf zu zerkleinern, insbesondere zu mahlen. Durch diese Zerkleinerung des Zwischenproduktes wird die Reaktion mit dem Wasser oder Wasserdampf begünstigt.It makes sense to intermediate the product before reacting with water or to crush water vapor, especially to grind it. By this crushing of the intermediate becomes the reaction with favored by water or water vapor.
Das im ersten Schritt gebildete Aluminiumcarbid des Zwischen produktes wird unter Temperatureinwirkung zu dem oxidkeramischen Werkstoff weiterverarbeitet. Je nach der dabei über- oder unterschrittenen Grenztemperatur von etwa 400°C entsteht neben dem Methan entweder Aluminiumoxid oder Aluminiumhydroxid. So wird das Aluminiumcarbid (Al4C3) des Zwischenproduktes unter Temperatureinwirkung <ca. 400 °C in der Reaktion mit Wasser dampf zu Aluminiumoxid (AL2O3) und Methan (CH4) umgesetzt. Oder es ist möglich, daß das Aluminiumcarbid (Al4C3) des Zwischenpro duktes unter Temperatureinwirkung (ca. 400°C in der Reaktion mit Wasser oder Wasserdampf zu Aluminiumhydroxid (Al(OH)3) und Methan (CH4) umgesetzt wird.The aluminum carbide of the intermediate product formed in the first step is processed further to the oxide-ceramic material under the influence of temperature. Depending on the temperature above or below the limit of around 400 ° C, either aluminum oxide or aluminum hydroxide is formed in addition to the methane. The aluminum carbide (Al 4 C 3 ) of the intermediate product is exposed to temperature <approx. 400 ° C in the reaction with water vapor to aluminum oxide (AL 2 O 3 ) and methane (CH 4 ). Or it is possible that the aluminum carbide (Al 4 C 3 ) of the intermediate product under the influence of temperature (about 400 ° C in the reaction with water or steam to aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) and methane (CH 4 ) is implemented.
Der wiederverwertbare oxidkeramische Werkstoff kann in gefil terter und/oder getrockneter und/oder ggfs. gesinterter Form bei der Herstellung eines keramischen Produkts eingesetzt werden. Auf diese Art und Weise sind vielfältige keramische Produkte herstellbar.The recyclable oxide ceramic material can be filmed in terter and / or dried and / or possibly sintered form in the manufacture of a ceramic product. In this way there are various ceramic products producible.
Das Abtrennen von Verunreinigungen sollte unter erhöhter Tempe ratur, insbesondere <50 °C, durchgeführt werden. Auch hier beschleunigt die erhöhte Temperatur die Reaktionsgeschwindig keit.The removal of impurities should be done at a higher temperature temperature, in particular <50 ° C, are carried out. Here too the elevated temperature accelerates the reaction rate speed.
In Fig. 1 ist das Verfahren zur Verarbeitung von aluminium haltigen Reststoffen schematisch dargestellt. Der aluminium haltige Reststoff 1 gelangt gemäß Pfeil 2 in eine Mühle 3, in der er zerkleinert wird. Dieser zerkleinerte aluminiumhaltige Reststoff 1' wird gemäß Pfeil 4 in eine Abtrenneinrichtung 5 überführt, die einen mit einem Rührwerk versehenen Bottich auf weisen kann. Sofern in dem aluminiumhaltigen Reststoff 1 Salze, z. B. AlCl3, NaCl, KCl, CaF2, vorhanden sind, müssen diese zu nächst in der Abtrenneinrichtung abgetrennt werden. Dies ge schieht in der Regel durch einen Waschvorgang. Die Prozeßbedin gungen für das Abtrennen bzw. Waschen leiten sich aus den spe zifischen Lösungsverhalten der einzelnen Salze im Wasser ab. Der von den Verunreinigungen befreite zerkleinerte aluminiumhaltige Reststoff 1' wird sodann einer Trocknung 5a zugeleitet und ge langt zusammen mit einem Kohlenstoffträger 6 gemäß Pfeil 7 in eine Mischeinrichtung 8, die ebenfalls mit einem Rührwerk ver sehen ist. In der Mischeinrichtung 8 entsteht ein homogenes Ge misch aus dem zerkleinerten aluminiumhaltigen Reststoff 1' und dem Kohlenstoffträger 6. Dieses Gemisch wird gemäß Pfeil 9 einer Kompaktiereinrichtung 10 zugeführt. Das Gemisch aus zerkleiner tem aluminiumhaltigen Reststoff und Kohlenstoffträger verläßt die Kompaktiereinrichtung 10 gemäß Pfeil 11 als kompaktierte Formstücke 12, die gemäß Pfeil 13 einem Reaktor 14 zugeführt werden. Der Reaktor 14 steht unter Schutzgasatmosphäre, bei spielsweise Argon, und ist mit einer Heizeinrichtung 15 verse hen, mit der Temperaturen <600°C erzielbar sind, wobei die angewendete Temperatur aber auch oberhalb 1000°C liegen kann. Dabei entsteht Aluminiumcarbid in einem Zwischenprodukt 16. Das Zwischenprodukt 16 kann einer Mahleinrichtung 17 zugeführt wer den, bevor es gemäß Pfeil 18 in einen Kessel 19 gelangt, der ebenfalls mit einer Heizung 20 und auch mit einem Rührwerk 21 ausgestattet ist. In dem Kessel 19 findet die Reaktion des Aluminiumcarbids in dem Zwischenprodukt 16 mit Wasser in flüssiger oder gasförmiger Phase unter Temperatureinwirkung statt. Unten am Kessel 19 erfolgt ein vorzugsweise diskontinu ierlicher Austrag des oxidkeramischen Werkstoffes gemäß Pfeil 22. Der oxidkeramische Werkstoff kann mit einer Filtereinrich tung 23 gefiltert, in einem Trockner 24 getrocknet und/oder in einem Ofen 25 gesintert werden, bevor aus ihm ein keramisches Produkt 26 hergestellt wird. Im Kessel 19 entsteht andererseits als Energieträger Methan, welches gemäß Pfeil 27 abgezogen und einem Speicher 28 zugeführt wird. Im Speicher 28 kann eine im wesentlichen drucklose Gasspeicherung allenfalls bei einem Maximaldruck von 5 mbar erfolgen. Aus dem Speicher 28 gelangt das Methan gemäß Pfeil 29 zu einem Verbraucher 30.In Fig. 1, the process for processing aluminum-containing residues is shown schematically. According to arrow 2, the aluminum-containing residue 1 passes into a mill 3 , in which it is comminuted. This shredded aluminum-containing residue 1 'is transferred according to arrow 4 into a separating device 5 , which can have a tub provided with an agitator. If in the aluminum-containing residue 1 salts, for. B. AlCl 3 , NaCl, KCl, CaF 2 are present, these must first be separated in the separation device. This usually happens through a washing process. The process conditions for the separation or washing are derived from the specific solution behavior of the individual salts in the water. The comminuted aluminum-containing residue 1 'freed from the impurities is then fed to a drying 5 a and reaches together with a carbon carrier 6 according to arrow 7 in a mixing device 8 , which is also seen with an agitator. In the mixing device 8 , a homogeneous mixture is created from the comminuted aluminum-containing residue 1 ′ and the carbon carrier 6 . This mixture is fed to a compacting device 10 according to arrow 9 . The mixture of crushed aluminum-containing residue and carbon carrier leaves the compacting device 10 according to arrow 11 as compacted shaped pieces 12 which are fed to a reactor 14 according to arrow 13 . The reactor 14 is under a protective gas atmosphere, for example argon, and is provided with a heating device 15 , with which temperatures of <600 ° C. can be achieved, but the temperature used can also be above 1000 ° C. Aluminum carbide is formed in an intermediate product 16 . The intermediate product 16 can be supplied to a grinding device 17 who, before it reaches arrow 18 in a boiler 19 , which is also equipped with a heater 20 and also with an agitator 21 . The reaction of the aluminum carbide in the intermediate product 16 with water in the liquid or gaseous phase takes place in the boiler 19 under the influence of temperature. A preferably discontinuous discharge of the oxide ceramic material according to arrow 22 takes place at the bottom of the boiler 19 . The oxide-ceramic material can be filtered with a Filtereinrich device 23 , dried in a dryer 24 and / or sintered in an oven 25 before a ceramic product 26 is made from it. In the boiler 19 , on the other hand, methane is produced as an energy source, which is drawn off in accordance with arrow 27 and fed to a store 28 . An essentially pressure-free gas storage can take place in the store 28 at most at a maximum pressure of 5 mbar. The methane arrives at a consumer 30 from the storage 28 according to arrow 29 .
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Wiederverwertung auch solcher aluminiumhaltiger Reststoffe, in welchen Aluminium nur einen der Bestandteile darstellt. Dabei ist es unerheblich, ob die anderen Stoffe metallischer (z. B. Eisenschrott oder Al-Legierungen) oder anorganischer (Aluminiumkrätze, Keramik, Glas, Baustoffe) Natur sind.The method according to the invention is suitable for recycling also those aluminum-containing residues in which aluminum represents only one of the components. It is irrelevant whether the other substances are metallic (e.g. scrap iron or Al alloys) or inorganic (aluminum dross, ceramic, glass, Building materials) are nature.
Nachfolgend werden vier einzelne detaillierte Beispiele für die Verarbeitung unterschiedlicher aluminiumhaltiger Reststoffe beschrieben:Below are four individual detailed examples of the Processing of various aluminum-containing residues described:
Eine Tonne eines aluminiumhaltigen Reststoffes mit 25 Gew.-% metallischem Aluminium wird auf eine Korngröße (<0,5 mm) zer kleinert. Dann wird eine auf den Aluminiumgehalt abgestimmte Menge an Kohlenstoff von 83,3 kg in Pulverform zugegeben. Die Pulver werden 2 Stunden gemischt und mit 50 MPa zu Pellets von 30 mm Durchmesser kompaktiert. Der sich anschließende Brand der Pellets erfolgt bei einer Temperatur von 1300°C in Argon mit einer Aufheizrate von 300°C/h und einer Haltezeit von 4 Stunden. Nach dem Brand werden die Pellets wiederum zerkleinert (<100 µm) und in einem chemischen Reaktor mit 502 kg Wasser bei 70°C vermischt. Als Reaktionsprodukt entsteht 724,7 kg Aluminium hydroxid Al(OH)3 und 111,8 kg Methan (CH4).A ton of an aluminum-containing residue with 25 wt .-% metallic aluminum is reduced to a grain size (<0.5 mm). Then a quantity of carbon of 83.3 kg in powder form, matched to the aluminum content, is added. The powders are mixed for 2 hours and compacted at 50 MPa into pellets with a diameter of 30 mm. The subsequent pellet firing takes place at a temperature of 1300 ° C in argon with a heating rate of 300 ° C / h and a holding time of 4 hours. After firing, the pellets are again crushed (<100 µm) and mixed in a chemical reactor with 502 kg of water at 70 ° C. The reaction product is 724.7 kg aluminum hydroxide Al (OH) 3 and 111.8 kg methane (CH 4 ).
Eine Tonne eines aluminumhaltigen Reststoffes mit 10 Gew.-% metallischem Aluminium wird auf eine Korngröße (<0,5 mm) zer kleinert. Dann wird eine auf den Aluminiumgehalt abgestimmte Menge von 33,3 kg Kohlenstoff in Pulverform zugegeben. Dann wird das Pulvergemisch 4 Stunden gemischt und mit 50 MPa zu Pellets von 30 mm Durchmesser kompaktiert. Der Brand der Pellets erfolgt bei einer Temperatur von 1500°C in Argon mit einer Aufheizrate von 300°C/h und einer Haltezeit von 3 Stunden. Nach dem Brand werden die Pellets wieder zerkleinert (<100 µm) und in einem chemischen Reaktor mit 200,2 kg Wasser bei 70°C vermischt. Als Reaktionsprodukt entsteht 289 kg Aluminiumhydroxid Al(OH)3 und 44,6 kg Methan (CH4). Das keramische Pulver wird in einem weiteren Sinterprozeß bei 1200°C, einer Aufheizrate von 300 K/h und einer Haltezeit von 4 Stunden in ein aluminiumoxidhaltiges Pulver überführt. Hierbei werden die 289 kg Al(OH)3 zu 189 kg Al2O3 und 100 kg H2O umgesetzt.A ton of an aluminum-containing residue with 10 wt .-% metallic aluminum is reduced to a grain size (<0.5 mm). Then a quantity of 33.3 kg of carbon in powder form, matched to the aluminum content, is added. Then the powder mixture is mixed for 4 hours and compacted at 50 MPa into pellets with a diameter of 30 mm. The pellets are fired at a temperature of 1500 ° C in argon with a heating rate of 300 ° C / h and a holding time of 3 hours. After firing, the pellets are crushed again (<100 µm) and mixed in a chemical reactor with 200.2 kg of water at 70 ° C. The reaction product is 289 kg of aluminum hydroxide Al (OH) 3 and 44.6 kg of methane (CH 4 ). The ceramic powder is converted into an alumina-containing powder in a further sintering process at 1200 ° C., a heating rate of 300 K / h and a holding time of 4 hours. The 289 kg Al (OH) 3 are converted into 189 kg Al 2 O 3 and 100 kg H 2 O.
Eine Tonne eines aluminiumhaltigen Reststoffes mit 10 Gew.-% metallischem Aluminium wird auf eine Korngröße (<0,5 mm) zer kleinert. Dann wird eine auf den Aluminiumgehalt abgestimmte Menge an Kohlenstoff von 33,3 kg in Pulverform zugegeben. Das Pulvergemisch wird 2 Stunden gemischt und mit 50 MPa zu Pellets von 30 mm Durchmesser kompaktiert. Der Brand der Pellets erfolgt bei einer Temperatur von 1400°Cc in Argon mit einer Aufheizrate von 300°C/h und einer Haltezeit von 3 Stunden. Nach dem Brand werden die gebrannten Pellets wiederum zerkleinert (<100 µm) und in einem chemischen Reaktor mit 100 kg Wasserdampf bei 500°C zu 188 kg Aluminiumoxid (Al2O3) und 44,5 kg Methan (CH4) umgesetzt.A ton of an aluminum-containing residue with 10 wt .-% metallic aluminum is reduced to a grain size (<0.5 mm). Then a quantity of carbon of 33.3 kg in powder form, matched to the aluminum content, is added. The powder mixture is mixed for 2 hours and compacted at 50 MPa into pellets with a diameter of 30 mm. The pellets are fired at a temperature of 1400 ° Cc in argon with a heating rate of 300 ° C / h and a holding time of 3 hours. After firing, the fired pellets are again comminuted (<100 µm) and converted into 188 kg aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and 44.5 kg methane (CH 4 ) in a chemical reactor with 100 kg steam at 500 ° C.
Es wird ein gebrauchtes Filtermittel aus der Sekundäraluminium industrie von den Aluminiumanhaftungen befreit.It becomes a used filter medium from the secondary aluminum Industry freed from aluminum buildup.
100 Kilogramm (kg) eines mit 5 Gew.-% Aluminium behafteten keramischen Filtermittels, bestehend aus Aluminiumoxidkugeln mit einem Durchmesser von 10 mm, wird mit 20 kg pulverförmigem Kohlenstoff in einen Tiegel eingefüllt. Dabei müssen die Alumi niumoxidkugeln vollständig vom Kohlenstoff umgeben sein. Der Brand der eingebetteten Aluminiumoxidkugeln erfolgt bei einer Temperatur von 1500°C in Argon mit einer Aufheizrate von 300°C/h und einer Haltezeit von 2 Stunden. Nach dem Brand werden die Aluminiumoxidkugeln und das Reaktionsprodukt Aluminiumcarbid in einem chemischen Reaktor mit 100 kg Wasser bei 70°C vermischt. Dabei entstehen 14,5 kg Aluminiumhydroxid Al(OH)3 und 2,2 kg Methan (CH4). Die Aluminiumoxidkugeln sind nach diesem Prozeß schritt von allen Aluminiumanhaftungen befreit, werden getrock net und sind damit wieder einsetzbar. 100 kg (kg) of a ceramic filter medium containing 5% by weight of aluminum, consisting of aluminum oxide balls with a diameter of 10 mm, is filled into a crucible with 20 kg of powdered carbon. The aluminum oxide balls must be completely surrounded by carbon. The embedded aluminum oxide balls are fired at a temperature of 1500 ° C in argon with a heating rate of 300 ° C / h and a holding time of 2 hours. After the fire, the aluminum oxide balls and the reaction product aluminum carbide are mixed in a chemical reactor with 100 kg of water at 70 ° C. This produces 14.5 kg of aluminum hydroxide Al (OH) 3 and 2.2 kg of methane (CH 4 ). The aluminum oxide balls are freed from all aluminum buildup after this process, are dried and can be used again.
11
Aluminiumhaltiger Reststoff
Aluminum-containing residue
22nd
Pfeil
arrow
33rd
Mühle
Mill
44th
Pfeil
arrow
55
Abtrenneinrichtung
Separation device
55
a Trocknung
a drying
66
Kohlenstoffträger
Carbon carrier
77
Pfeil
arrow
88th
Mischeinrichtung
Mixing device
99
Pfeil
arrow
1010th
Kompaktiereinrichtung
Compacting device
1111
Pfeil
arrow
1212th
Formstück
Fitting
1313
Pfeil
arrow
1414
Reaktor
reactor
1515
Heizung
heater
1616
Zwischenprodukt
Intermediate
1717th
Mahleinrichtung
Grinding device
1818th
Pfeil
arrow
1919th
Kessel
boiler
2020th
Heizung
heater
2121
Rührwerk
Agitator
2222
Pfeil
arrow
2323
Filtereinrichtung
Filter device
2424th
Trockner
dryer
2525th
Ofen
oven
2626
keramisches Produkt
ceramic product
2727
Pfeil
arrow
2828
Methanspeicher
Methane storage
2929
Pfeil
arrow
3030th
Verbraucher
consumer
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1998
- 1998-07-24 DE DE1998133419 patent/DE19833419C2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4310334A (en) * | 1979-02-15 | 1982-01-12 | Dale D. Hammitt | Methods of producing fuels from solid materials |
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