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 PDF

Info

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
Application number
RU95112779A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95112779A (en
Inventor
А.Г. Аншиц
В.А. Низов
А.Р. Суздорф
В.Н. Тихомиров
В.П. Немов
Е.А. Афанасьев
В.И. Савинов
Original Assignee
Аншиц Александр Георгиевич
Савинов Владимир Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аншиц Александр Георгиевич, Савинов Владимир Иванович filed Critical Аншиц Александр Георгиевич
Priority to RU95112779A priority Critical patent/RU2098499C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2098499C1 publication Critical patent/RU2098499C1/en
Publication of RU95112779A publication Critical patent/RU95112779A/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

FIELD: processing the waste of gas cleaning in aluminum production. SUBSTANCE: method includes subjection of slime to magnetic separation with magnetic field intensity of at least 1000 Oe, and then to high-temperature oxidizing roasting with introduction of modifying additive and subsequent desulfurizing of return product with water. Modifying additive is used in the form of lithium compound in the amount of 7.5-10.0 mas.% in terms of Li2O, or sodium compound in the amount of 10.0-15.0 mas.% in terms of Na2O. The invention makes it possible not only to reduce fluorine losses and content of impurities in the form of iron and sulfur in return product in processing wastes of primary aluminum production, but also to increase technical-and-economic indices of roasting process because this process is conducted at lower temperatures (500-600 C). EFFECT: provision of producing secondary raw materials from slimes of gas treatment system in aluminum production with use of self-baking anodes and reduced losses of fluorine in production of return product. 4 cl, 2 tbl

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 sulfates 10 wt. dried at 100-120 o C and subjected to magnetic separation at a magnetic field strength of 1000 E. The output of the magnetic fraction was 2.3 wt. In the sludge with a residual iron content of 0.4 wt. by mixing was introduced 10 wt. lithium salts, after which the sludge was subjected to oxidative firing at a temperature of 550 o C. The relative loss of fluorine during oxidative firing was 0.8 wt.

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)

1. Способ переработки шлама газоочистки производства первичного алюминия, включающий высокотемпературный окислительный обжиг с получением вторичного сырья для производства алюминия, отличающийся тем, что предварительно проводят магнитную сепарацию исходного материала, а обжиг осуществляют в присутствии модифицирующей добавки с последующей десульфуризацией возвратного продукта водой. 1. A method of processing sludge from gas purification of primary aluminum production, including high-temperature oxidative firing to obtain secondary raw materials for aluminum production, characterized in that the magnetic material is preliminarily separated and the firing is carried out in the presence of a modifying additive followed by desulfurization of the return product with water. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что магнитную сепарацию ведут при напряженности поля не менее 1000 Э. 2. The method according to claim 1, characterized in that the magnetic separation is carried out at a field strength of at least 1000 E. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют соединения лития в количестве 7,5 10,0 мас. в пересчете на Li2O.3. The method according to claim 1, characterized in that as a modifying additive using lithium compounds in an amount of 7.5 to 10.0 wt. in terms of Li 2 O. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют соединения натрия в количестве 10 15 мас. в пересчете на Na2O.4. The method according to claim 1, characterized in that as the modifying additives use sodium compounds in an amount of 10 to 15 wt. in terms of Na 2 O.
RU95112779A 1995-07-25 1995-07-25 Method for processing gas cleaning slime in production of primary aluminum RU2098499C1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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