RU2098499C1 - Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum - Google Patents
Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2098499C1 RU2098499C1 RU95112779A RU95112779A RU2098499C1 RU 2098499 C1 RU2098499 C1 RU 2098499C1 RU 95112779 A RU95112779 A RU 95112779A RU 95112779 A RU95112779 A RU 95112779A RU 2098499 C1 RU2098499 C1 RU 2098499C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- fluorine
- aluminum production
- sludge
- terms
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в процессе переработки отходов газоочистки алюминиевого производства. The invention relates to ferrous metallurgy and can be used in the processing of waste gas purification of aluminum production.
При электролизе алюминия из электролизеров выделяется большое количество газа, уносящего с собой твердые частицы. Основными компонентами газовой фазы являются оксиды углерода и летучие фториды. Твердые частицы состоят из оксида алюминия, криолита, углерода, органических веществ и содержат в виде примесей соединения железа, кальция, магния и сульфат натрия. Современные требования по охране окружающей среды могут быть обеспечены с использованием сложного и дорогостоящего оборудования для обработки отходящих из электролизеров газов, включающего сухую очистку в электрофильтрах и промывку жидкостями. При этом образуется значительное количество мелкодисперсного твердого шлама, который содержит ценные компоненты (натрий, алюминий, фтор), загрязненные примесями [1]
Известен способ переработки отходов алюминиевого производства, включающий пылеулавливание, нейтрализацию газов, обработку угольной пены маточным раствором газоочистки, получение криолита и возвращение осветленного раствора в систему газоочистки [2] Способ получил развитие в отечественной практике путем смешения растворов со шламами газоочистки, хвостами флотации угольной пены с последующей обработкой раствором гидроксида концентрации 1,0-1,6 г/л, отделением раствора от осадка при выдерживании отношения объемов растворов газоочистки и гидроксида кальция в пределах 1:(1-2) [3] Недостатками представленных способов являются высокие потери фтора и сложность процессов.During the electrolysis of aluminum, a large amount of gas is released from the electrolysis cells, which carries solid particles with it. The main components of the gas phase are carbon oxides and volatile fluorides. Particulate matter consists of alumina, cryolite, carbon, organic substances and contains in the form of impurities compounds of iron, calcium, magnesium and sodium sulfate. Modern environmental requirements can be ensured using sophisticated and expensive equipment for the treatment of exhaust gas from electrolysis cells, including dry cleaning in electrostatic precipitators and washing with liquids. In this case, a significant amount of fine solid sludge is formed, which contains valuable components (sodium, aluminum, fluorine) contaminated with impurities [1]
A known method of processing waste from aluminum production, including dust collection, gas neutralization, treatment of coal foam with a mother gas cleaning solution, obtaining cryolite and returning the clarified solution to a gas cleaning system [2] The method has been developed in domestic practice by mixing solutions with gas cleaning sludges, coal foam flotation tailings from subsequent treatment with a solution of hydroxide concentration of 1.0-1.6 g / l, separation of the solution from the precipitate while maintaining the ratio of the volumes of gas cleaning solutions calcium hydroxide in the range 1: (1-2) [3] The disadvantages of the present methods is the high loss of fluorine and complexity of the processes.
Наиболее близким к предлагаемому способу по максимальному совпадению существенных признаков следует признать процесс [4] который предусматривает окисление взвеси шлама, содержащего оксид алюминия и криолит, в реакторе с ожиженным слоем с одновременной агломерацией продукта, пригодного для возвращения в процесс производства алюминия. Окисление шлама в воздухе ведут при 770-800oC, предпочтительно при 785-795oC, с последующим охлаждением. Способ обеспечивает высокий выход возвратного продукта, но неприменим при использовании самообжигающихся анодов из-за высокого содержания в шламах сульфатов, железа и углеродсодержащих веществ. Кроме того, процесс высокотемпературной обработки шлама сопровождается значительными потерями фтора, которые в данном случае никак не контролируются. Способ принят за прототип.The closest to the proposed method for the maximum coincidence of essential features should be recognized the process [4] which involves the oxidation of a slurry of sludge containing aluminum oxide and cryolite in a fluidized bed reactor with simultaneous agglomeration of a product suitable for returning to the aluminum production process. Oxidation of sludge in air is carried out at 770-800 o C, preferably at 785-795 o C, followed by cooling. The method provides a high yield of the return product, but is not applicable when using self-baking anodes due to the high content of sulphates, iron and carbon-containing substances in the sludge. In addition, the process of high-temperature treatment of sludge is accompanied by significant losses of fluorine, which in this case are not controlled in any way. The method adopted for the prototype.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является получение вторичного сырья из шламов системы газоочистки для производства алюминия с использованием самообжигающихся анодов и уменьшение потерь фтора при получении возвратного продукта. The technical result of the proposed technical solution is to obtain secondary raw materials from the sludge of a gas treatment system for aluminum production using self-baking anodes and to reduce fluorine losses upon receipt of a return product.
Это достигается тем, что перед окислением углеродсодержащей части шламы подвергают магнитной сепарации с последующим введением модифицирующей добавки. После окислительного обжига проводится десульфуризация полученного продукта путем отмывки растворимых сульфатов водой. К отличительным признакам способа относится также то, что магнитную сепарацию ведут при напряженности поля не менее 1000 Э. В качестве модифицирующей добавки используют соединения лития (LiOH, Li2CO3) при содержании 7,5-10,0 мас. в пересчете на Li2O. Кроме того, в качестве модифицирующей добавки используют соединения натрия (NaOH, Na2CO3) при содержании 10,0-15,0 мас. в пересчете на Na2O.This is achieved by the fact that before the oxidation of the carbon-containing part of the sludge is subjected to magnetic separation with the subsequent introduction of a modifying additive. After oxidative calcination, desulfurization of the obtained product is carried out by washing soluble sulfates with water. The distinguishing features of the method also include the fact that magnetic separation is carried out at a field strength of at least 1000 E. Lithium compounds (LiOH, Li 2 CO 3 ) with a content of 7.5-10.0 wt. in terms of Li 2 O. In addition, as a modifying additive, sodium compounds (NaOH, Na 2 CO 3 ) are used with a content of 10.0-15.0 wt. in terms of Na 2 O.
Сущность предлагаемого способа в том, что твердая фаза шламов содержит соединения железа с высокими показателями по магнитной восприимчивости благодаря восстановительной среде, обусловленной наличием в шламах свободного углерода. Частицы, обогащенные железом, образуются в результате коррозии конструкционных материалов. Магнитная сепарация шламов наиболее эффективна для очистки соединений железа. Установлено, что после окислительной обработки шламов эффективность очистки магнитной сепарацией резко снижается. Ввод модифицирующей добавки необходим для того, чтобы увеличить скорость окисления углеродсодержащей составляющей шламов и предотвратить потери фтора в виде летучих соединений при обжиге. Кроме того, добавка обеспечивает уменьшение потерь фтора при десульфуризации за счет связывания фтора в малорастворимые соединения. Так, введение соединений лития обеспечивает снижение растворимости соединений фтора и алюминия за счет образования LiF, Li3AlF6, Li2O•Al2O3. Данный вариант может быть использован как один из путей введения добавок лития в электролит при электролизе алюминия. Дальнейшая десульфуризация возвратного продукта отмывкой хорошо растворимого Na2SO4 в восходящем потоке воды не приводит к значительной потере ценных компонентов. При линейной скорости потока воды 0,1-0,8 м/с и расходе 0,5-1,5 м3/т продукта остаточное содержание сульфатов не превышает 2,0 мас.The essence of the proposed method is that the solid phase of the sludge contains iron compounds with high magnetic susceptibility due to the recovery medium due to the presence of free carbon in the sludge. Particles enriched in iron are formed as a result of corrosion of structural materials. Magnetic sludge separation is most effective for cleaning iron compounds. It was found that after oxidative treatment of sludge, the efficiency of cleaning by magnetic separation is sharply reduced. The introduction of a modifying additive is necessary in order to increase the oxidation rate of the carbon-containing component of the sludge and to prevent the loss of fluorine in the form of volatile compounds during firing. In addition, the additive provides a decrease in fluorine loss during desulfurization by binding fluorine to sparingly soluble compounds. Thus, the introduction of lithium compounds reduces the solubility of fluorine and aluminum compounds due to the formation of LiF, Li 3 AlF 6 , Li 2 O • Al 2 O 3 . This option can be used as one of the ways of introducing lithium additives into the electrolyte during aluminum electrolysis. Further desulfurization of the return product by washing the well-soluble Na 2 SO 4 in the upward flow of water does not lead to a significant loss of valuable components. With a linear water flow rate of 0.1-0.8 m / s and a flow rate of 0.5-1.5 m 3 / t of product, the residual sulfate content does not exceed 2.0 wt.
Введение соединений натрия уменьшает потери фтора при обжиге и последующей десульфуризации за счет образования таких соединений как NaF, Na3AlF6. Хотя потери фтора в ходе десульфуризации выше при модифицировании шламов соединениями натрия, чем лития, натрий может быть использован как универсальная модифицирующая добавка.The introduction of sodium compounds reduces fluoride losses during firing and subsequent desulfurization due to the formation of compounds such as NaF, Na 3 AlF 6 . Although fluorine losses during desulfurization are higher when sludge is modified with sodium compounds than lithium, sodium can be used as a universal modifying additive.
Пример 1. Смесь шлама с электрофильтров и системы мокрой очистки, содержащего 1,9 мас. железа, высушивают при 100-120oC, после чего ее подвергают магнитной сепарации для удаления магнитных соединений железа. Магнитную сепарацию проводят при напряженности магнитного поля 700-2000 Э. В табл. 1 приведены выход магнитной части и содержание в ней соединений железа, а также остаточное содержание железа в шламе в зависимости от напряженности магнитного поля.Example 1. A mixture of sludge from electrostatic precipitators and wet cleaning systems containing 1.9 wt. iron, dried at 100-120 o C, after which it is subjected to magnetic separation to remove magnetic compounds of iron. Magnetic separation is carried out at a magnetic field strength of 700-2000 E. In the table. Figure 1 shows the yield of the magnetic part and the content of iron compounds in it, as well as the residual iron content in the sludge, depending on the magnetic field strength.
Из данных табл. 1 следует, что получение магнитной фракции с высоким содержанием железа предпочтительно при напряженности поля менее 1000 Э. Получение же минимальных значений содержания железа в возвратном шламе возможно при напряженности поля более 1000 Э. From the data table. 1 it follows that obtaining a magnetic fraction with a high iron content is preferable when the field strength is less than 1000 Oe. Obtaining the minimum iron content in the return sludge is possible when the field strength is more than 1000 Oe
Пример 2. После магнитной сепарации в шламы с содержанием фтора около 16,0 мас. путем смешения вводят соли лития или натрия и подвергают окислительному обжигу при температуре 550oC. В табл. 2 приведены потери фтора при обжиге обычного и модифицированного шламов газоочистки при различном содержании модифицирующей добавки.Example 2. After magnetic separation into sludge with a fluorine content of about 16.0 wt. lithium or sodium salts are introduced by mixing and subjected to oxidative calcination at a temperature of 550 o C. In the table. Figure 2 shows the fluorine loss during firing of conventional and modified gas purification sludges at various contents of the modifying additive.
Пример 3. Смесь шламов с электрофильтров и системы мокрой очистки с содержанием фтора около 16 мас. железа 1,9 мас. и сульфатов 10 мас. высушивали при 100-120oC и подвергали магнитной сепарации при напряженности магнитного поля 1000 Э. Выход магнитной фракции составил 2,3 мас. В шлам с остаточным содержанием железа 0,4 мас. путем смешения вводили 10 мас. соли лития, после чего шлам подвергали окислительному обжигу при температуре 550oC. Относительные потери фтора при окислительном обжиге составили 0,8 мас.Example 3. A mixture of sludge from electrostatic precipitators and wet cleaning systems with a fluorine content of about 16 wt. iron 1.9 wt. and
Обожженный продукт промывали восходящим потоком воды при литейной скорости 0,6 м/с и расходе 1,5 м3/т продукта. В указанных условиях содержание сульфатов снизилось с 10,0 до 2,0 мас.The calcined product was washed with an upward flow of water at a casting speed of 0.6 m / s and a flow rate of 1.5 m 3 / t of product. Under these conditions, the sulfate content decreased from 10.0 to 2.0 wt.
Пример 4. Обработку шлама проводили как в примере 3, но в качестве добавки вводили 15 мас. соли натрия. Относительные потери фтора при окислительном обжиге составили 3,4 мас. Десульфуризацию обожженного продукта проводили как в примере 3. В указанных условиях содержание сульфатов также снизилось с 10,0 до 2,0 мас. Example 4. The processing of sludge was carried out as in example 3, but as an additive was introduced 15 wt. sodium salts. The relative losses of fluorine during oxidative firing amounted to 3.4 wt. The desulfurization of the calcined product was carried out as in example 3. Under these conditions, the sulfate content also decreased from 10.0 to 2.0 wt.
Как следует из приведенных примеров, оптимальное содержание добавки для эффективного уменьшения потерь фтора при обжиге составляет 7,5-10,0 мас. для лития и 10,0-15,0 мас. для натрия. Десульфуризацию обожженного шлама проводят восходящим потоком воды при линейной скорости потока 0,6 м/с и расходе 1,5 м3/т продукта. При оптимальном содержании модифицирующей добавки в указанных условиях промывки водой содержание сульфатов снижается с 10 до 2,0 мас.As follows from the above examples, the optimal content of the additive to effectively reduce fluoride losses during firing is 7.5-10.0 wt. for lithium and 10.0-15.0 wt. for sodium. Desulfurization of the burnt sludge is carried out by an upward flow of water at a linear flow rate of 0.6 m / s and a flow rate of 1.5 m 3 / t of product. With the optimal content of the modifying additive under the indicated conditions of washing with water, the sulfate content decreases from 10 to 2.0 wt.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет не только снизить потери фтора и содержание примесных соединений железа и серы в возвратном продукте при переработке отходов производства первичного алюминия, но и повысить технико-экономические показатели процесса обжига, так как он осуществляется при более низких температурах (500-600oC) по сравнению с прототипом.Thus, the proposed technical solution allows not only to reduce fluorine losses and the content of impurity compounds of iron and sulfur in the return product during the processing of primary aluminum waste, but also to increase the technical and economic parameters of the roasting process, since it is carried out at lower temperatures (500- 600 o C) compared with the prototype.
Источники информации
1. Ситтиг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов/Справочник. М. Металлургия, 1985. 125 с.Sources of information
1. Sittig M. Extraction of metals and inorganic compounds from waste / Handbook. M. Metallurgy, 1985.125 p.
2. Пат. 2231305, США, 1937. 2. Pat. 2231305, USA, 1937.
3. А.с. 1129270, СССР, 1984. 3. A.S. 1129270, USSR, 1984.
4. Пат. 4053375, США, 1977. прототип. 4. Pat. 4053375, USA, 1977. prototype.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112779A RU2098499C1 (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95112779A RU2098499C1 (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2098499C1 true RU2098499C1 (en) | 1997-12-10 |
RU95112779A RU95112779A (en) | 1998-01-10 |
Family
ID=20170430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95112779A RU2098499C1 (en) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2098499C1 (en) |
-
1995
- 1995-07-25 RU RU95112779A patent/RU2098499C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US, 4053375, кл.C 25C 3/06, 1977. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4031184A (en) | Process for reclaiming cement kiln dust and recovering chemical values therefrom | |
CN109179464B (en) | Method for efficiently, cleanly and recycling secondary aluminum ash | |
US4652433A (en) | Method for the recovery of minerals and production of by-products from coal ash | |
Barrett et al. | A hydrometallurgical process to treat carbon steel electric arc furnace dust | |
EP0505607B1 (en) | Sulfur dioxide removal process with gypsum and magnesium hydroxide production | |
JP4549579B2 (en) | Waste treatment method with high chlorine and lead content | |
US5085764A (en) | Process for upgrading coal | |
CA1160059A (en) | Method and installation for scrubbing the flues for recovering the salts in a process for the production of secondary aluminum | |
EP0462781B1 (en) | Method for desulphurizing exhaust smoke | |
RU2472865C1 (en) | Method of processing fluorine-containing wastes from electrolytic production of aluminium | |
RU2098499C1 (en) | Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum | |
US5059307A (en) | Process for upgrading coal | |
RU2429198C1 (en) | Procedure for processing solid fluorine-carbon-containing waste of electrolytic production of aluminium | |
US5356455A (en) | Process for recovering lead from lead-containing raw materials | |
US3547579A (en) | Removal of sulfates from brines | |
US3826812A (en) | Treatment of flue gases and the like | |
CN103073125B (en) | Method for using acidolysis nickel laterite ore wastewater | |
WO2002018069A1 (en) | Process for the treatment of bottom ash from waste incineration plants | |
RU2140396C1 (en) | Method of preparing cryolite | |
US20050163688A1 (en) | Process for removal of impurities from secondary alumina fines and alumina and/or fluorine containing material | |
US4421726A (en) | Method of pollution control involving the absorption of sulfur dioxide from stack gases | |
CS209923B2 (en) | Method of making the magnesium oxide of higher purity than 98% | |
SU1399374A1 (en) | Method of processing fluorine-containing waste of aluminium production | |
RU2092439C1 (en) | Method of treatment of fluorine containing aluminium production waste by electrolysis | |
RU2082826C1 (en) | Method of magnesium production |