RU2804973C1 - Method for preparing recycling of loose lining material from the cathode device of electrolyser and device for its implementation - Google Patents
Method for preparing recycling of loose lining material from the cathode device of electrolyser and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2804973C1 RU2804973C1 RU2023101893A RU2023101893A RU2804973C1 RU 2804973 C1 RU2804973 C1 RU 2804973C1 RU 2023101893 A RU2023101893 A RU 2023101893A RU 2023101893 A RU2023101893 A RU 2023101893A RU 2804973 C1 RU2804973 C1 RU 2804973C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- graphitized carbon
- container
- carbon
- material based
- lining
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеField of technology to which the invention relates
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно, к электролитическому производству алюминия, и может быть использовано для организации повторного использования футеровки катодных устройств электролизеров.The invention relates to non-ferrous metallurgy, namely to the electrolytic production of aluminum, and can be used to organize the reuse of the lining of cathode devices of electrolyzers.
Уровень техникиState of the art
Катодные устройства электролизеров для производства алюминия состоят из кожуха, в котором монтируются футеровочные материалы для проведения процесса электролиза, состоящие из углеродной и керамической частей. Углеродная часть футеровки состоит из подовых блоков, межблочных и периферийных набивных швов, возможно дополнительных блок-вставок, минимизирующих ширину набивных швов. Керамическая часть состоит из огнеупорных и теплоизоляционных изделий, а также карбидокремниевых бортовых блоков. Основанием ванны служат углеграфитовые токопроводящие подовые блоки, а бортами ванны служат химически стойкие карбидокремниевые или угольные блоки. Для обеспечения требуемых температур электролиза нижняя часть ванны теплоизолируется. Поскольку подовые блоки являются гетерогенным материалом, то в процессе электролиза алюминия под действием гравитационных сил и сил поверхностного натяжения по порам происходит проникновение агрессивных фторсодержащих компонентов и парообразного натрия в нижние слои, где располагаются теплоизоляционные материалы. При контакте с фтористыми солями и натрием теплоизоляция, имеющая высокоразвитую поверхность и химически реагирующая с фторсолями, утрачивает свои свойства. Из-за снижения теплового сопротивления температура рабочей поверхности подовых блоков падает, что приводит к кристаллизации фторсолей и замедлению процесса растворения глинозема. Образование нетокопроводящих коржей и осадков приводит к расстройству/ухудшению процесса электролиза.Cathode devices of electrolyzers for aluminum production consist of a casing in which lining materials for the electrolysis process are mounted, consisting of carbon and ceramic parts. The carbon part of the lining consists of hearth blocks, interblock and peripheral padded seams, and possibly additional block inserts that minimize the width of the padded seams. The ceramic part consists of fire-resistant and heat-insulating products, as well as silicon carbide side blocks. The base of the bath is made of carbon-graphite conductive hearth blocks, and the sides of the bath are made of chemically resistant silicon carbide or carbon blocks. To ensure the required electrolysis temperatures, the lower part of the bath is thermally insulated. Since hearth blocks are a heterogeneous material, during the electrolysis of aluminum, under the influence of gravitational forces and surface tension forces, aggressive fluorine-containing components and sodium vapor penetrate through the pores into the lower layers where the thermal insulation materials are located. Upon contact with fluoride salts and sodium, thermal insulation, which has a highly developed surface and chemically reacts with fluoride salts, loses its properties. Due to a decrease in thermal resistance, the temperature of the working surface of the hearth blocks drops, which leads to the crystallization of fluorine salts and a slowdown in the dissolution of alumina. The formation of non-conductive cakes and sediments leads to disruption/deterioration of the electrolysis process.
Для защиты теплоизоляционных материалов от непосредственного воздействия фтористых солей и высоких температур между подовыми блоками и теплоизоляционными слоями располагают барьерные (огнеупорные) материалы. Традиционно при монтаже электролизеров применяются огнеупорные и теплоизоляционные изделия в виде кирпичей различных размеров. По истечении срока службы в них образуются токсичные водорастворимые фториды и цианиды, обуславливающие их высокую экологическую опасность. Поэтому отходы, образующиеся в результате процесса производства алюминия методом электролиза, подлежат хранению на специально оборудованных полигонах временного и постоянного хранения. Однако в условиях резко континентального климата зачастую не удается обеспечить герметизацию стенок полигона для хранения и происходит диффузия токсичных компонентов в окружающую среду. Поэтому на новых заводах возводятся специальные бетонные сооружения, защищающие отходы от проникновения осадков. Это увеличивает стоимость хранения и не решает основную проблему - уменьшение загрязнения окружающей среды. Кроме того, плата за хранение, приемлемая ранее, может быть увеличена с существенными экономическими последствиями для производителей алюминия.To protect heat-insulating materials from direct exposure to fluoride salts and high temperatures, barrier (fire-resistant) materials are placed between the bottom blocks and heat-insulating layers. Traditionally, when installing electrolysers, fire-resistant and heat-insulating products in the form of bricks of various sizes are used. At the end of their service life, toxic water-soluble fluorides and cyanides are formed in them, causing them to be highly environmentally hazardous. Therefore, waste generated as a result of the aluminum production process by electrolysis must be stored in specially equipped temporary and permanent storage sites. However, in conditions of a sharply continental climate, it is often impossible to ensure sealing of the walls of the storage site and diffusion of toxic components into the environment occurs. Therefore, at new factories, special concrete structures are erected to protect waste from precipitation. This increases the cost of storage and does not solve the main problem - reducing environmental pollution. In addition, storage fees that were previously acceptable may be increased with significant economic consequences for aluminum producers.
Наряду с хранением существуют различные способы переработки отработанных футеровочных материалов. Например, для извлечения криолита используются процессы каустического выщелачивания, вакуумной дистилляции, карбонатный обжиг, для возврата углерода используется гидратация. Широко известны методы использования отходов в качестве топлива и минеральных добавок в цементной промышленности, в качестве флюсующих добавок в сталелитейной промышленности, а также сжигание угольной части отработанной футеровки для энергетических целей. Однако следует отметить, что как для отечественных, так и зарубежных производителей алюминия до настоящего времени отсутствует какое-либо техническое решение, которое позволило бы преодолеть проблемы утилизации отработанной катодной футеровки в пределах приемлемой стоимости. До настоящего времени экономическая ценность регенерируемого продукта не превышает стоимость его переработки и ни один из существующих методов его хранения или повторного использования экономически не эффективен. Наиболее выгодным способом переработки отработанных футеровочных материалов является их повторное использование (рециклинг).Along with storage, there are various ways to recycle waste lining materials. For example, to extract cryolite, the processes of caustic leaching, vacuum distillation, carbonate roasting are used, and hydration is used to return carbon. Methods of using waste as fuel and mineral additives in the cement industry, as fluxing additives in the steel industry, as well as burning the coal part of the spent lining for energy purposes are widely known. However, it should be noted that for both domestic and foreign aluminum producers, there is still no technical solution that would overcome the problems of recycling waste cathode lining within an acceptable cost. To date, the economic value of the regenerated product does not exceed the cost of its processing, and none of the existing methods of storing or reusing it is economically effective. The most profitable way to process waste lining materials is their reuse (recycling).
Известен способ футеровки катодной части алюминиевого электролизера (патент RU № 2221087, C25C 3/08, опубл. 10.01.2004 г.), включающий засыпку огнеупорного слоя, выполненного из демонтированной огнеупорной футеровки электролизеров в виде порошка фракций 2-20 мм на теплоизоляционный слой, который сформирован из высокопористого графита, в частности, пенококса, со скоростью коррозии в расплаве алюминия и криолит-глиноземном расплаве не более 0,03 и 0,05 мм/сутки.There is a known method for lining the cathode part of an aluminum electrolyzer (patent RU No. 2221087, C25C 3/08, published on January 10, 2004), which includes filling a refractory layer made from the dismantled refractory lining of electrolyzers in the form of a powder of fractions of 2-20 mm onto the heat-insulating layer, which is formed from highly porous graphite, in particular, foam coke, with a corrosion rate in the aluminum melt and cryolite-alumina melt of no more than 0.03 and 0.05 mm/day.
Недостатком такого способа футеровки является возникновение дополнительных капитальных и энергетических затрат для измельчения отработанной огнеупорной футеровки в порошок фракций 2-20 мм и низкие защитные свойства огнеупорного слоя, пропитанного фторсолями, что приводит к росту энергозатрат при работе электролизера.The disadvantage of this lining method is the occurrence of additional capital and energy costs for grinding the spent refractory lining into powder of fractions of 2-20 mm and the low protective properties of the refractory layer impregnated with fluorine salts, which leads to an increase in energy costs during operation of the electrolyzer.
Известен способ рециклинга футеровочного материала катодного устройства электролизера и устройство для его осуществления (патент RU № 2727377, C25C 3/08, опубл. 21.07.2020 г.). Способ включает вырезание технологического окна в нижней части торцевой стенки кожуха катодного устройства электролизера для извлечения отработанного футеровочного материала, удаление кирпичной кладки венца торцевой стенки цоколя, после чего извлекается неграфитированный углерод, сохранивший свои исходные свойства, перемещается к месту монтажа катодного устройства электролизера для производства первичного алюминия и засыпается в него. При этом получение отработанного футеровочного материала осуществляется возвратно-поступательным движением устройства для рециклинга отработанных футеровочных материалов. Извлечение отработанного футеровочного материала может осуществляться через обе торцевые стенки катодного устройства. Раскрыто устройство для рециклинга отработанных футеровочных материалов, выполненное в виде шнекового рабочего органа, перемещаемого через технологическое окно внутрь катодного устройства электролизёра по консольной направляющей опоре ролика с помощью ходовой тележки, в центральной части которой располагается нория для перемещения извлекаемого материала из выходного конца транспортирующего шнека в расположенный за ней бункер.There is a known method for recycling the lining material of the cathode device of an electrolyzer and a device for its implementation (patent RU No. 2727377, C25C 3/08, published 07/21/2020). The method includes cutting out a technological window in the lower part of the end wall of the casing of the cathode device of the electrolyser to remove waste lining material, removing the brickwork of the crown of the end wall of the base, after which non-graphitized carbon is removed, which has retained its original properties, and moved to the installation site of the cathode device of the electrolyser for the production of primary aluminum and falls asleep in it. In this case, the production of waste lining material is carried out by the reciprocating movement of the device for recycling used lining materials. Removal of spent lining material can be carried out through both end walls of the cathode device. Disclosed is a device for recycling used lining materials, made in the form of a screw working element, moved through a technological window inside the cathode device of the electrolyser along a cantilever guide roller support using a running trolley, in the central part of which there is an elevator for moving the extracted material from the output end of the transport screw to the located behind it is a bunker.
Недостатком такого способа рециклинга футеровочного материала катодного устройства электролизера является сложность извлечения отработанного материала в катодах с нарушенной целостностью подины, в результате чего в местах повреждений формируются высокопрочные монолитные слои карбонатов натрия, разрушение которых шнековыми насадками невозможно. В результате этого часть неграфитируемого углеродного материала, находящегося за монолитными слоями Na2CO3, остается не извлечённой, что снижает эффективность рециклинга.The disadvantage of this method of recycling the lining material of the cathode device of the electrolyzer is the difficulty of extracting waste material in cathodes with damaged hearth integrity, as a result of which high-strength monolithic layers of sodium carbonates are formed in places of damage, the destruction of which is impossible with screw nozzles. As a result, part of the non-graphitic carbon material located behind the monolithic layers of Na 2 CO 3 remains unrecovered, which reduces the efficiency of recycling.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ футеровки катодного устройства электролизера для получения алюминия (патент RU № 2608942, C25C 3/08, опубл. 26.01.2017 г.), включающий засыпку теплоизоляционного слоя с использованием неграфитированного углерода, в том числе и предварительно извлеченного из нижнего подслоя теплоизоляционного слоя ранее отработанного катодного устройства электролизера в кожух катодного устройства, формирование огнеупорного слоя, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой. Отработанный футеровочный материал получают путем последовательного разрушения гидромолотом подовых блоков и барьерного слоя с последующим извлечением нижнего подслоя теплоизоляционного слоя материала ковшом экскаватора и его засыпки в верхний подслой теплоизоляционного слоя для повторного использования.The closest to the proposed invention in technical essence is a method for lining the cathode device of an electrolyzer for the production of aluminum (patent RU No. 2608942, C25C 3/08, published on January 26, 2017), which includes filling a heat-insulating layer using non-graphitized carbon, including previously removed from the lower sublayer of the heat-insulating layer of the previously used cathode device of the electrolyser into the casing of the cathode device, the formation of a refractory layer, the installation of bottom and side blocks, followed by sealing the seams between them with cold-filled bottom mass. Used lining material is obtained by sequentially destroying the hearth blocks and barrier layer with a hydraulic hammer, followed by removing the lower sublayer of the heat-insulating layer of the material with an excavator bucket and backfilling it into the upper sublayer of the heat-insulating layer for reuse.
Недостатками такого способа футеровки являются нестабильные свойства смеси рециклируемого материала, содержащего как материал из неграфитированного углерода, сохранившего свои свойства, так и сформировавшийся в результате взаимодействия его с натрием - карбонат натрия, представляющий собой монолитные глыбы размерами от 10 до 1000 и более миллиметров. Это обуславливает трудности его инсталляции в новые электролизеры, приводит к выделению пыли, горючих и токсичных газов при их хранении в результате взаимодействия с влагой.The disadvantages of this lining method are the unstable properties of the mixture of recycled material containing both non-graphitized carbon material that has retained its properties, and sodium carbonate formed as a result of its interaction with sodium, which is monolithic blocks ranging in size from 10 to 1000 or more millimeters. This makes it difficult to install it in new electrolyzers and leads to the release of dust, flammable and toxic gases during their storage as a result of interaction with moisture.
Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention
В основу изобретения положена задача разработки способа подготовки рециклинга футеровочного материала катодного устройства электролизера для применения в электролитическом производстве алюминия, в результате которого улучшаются санитарно-гигиенические условия работы персонала, уменьшается загрязнение окружающей среды, а также снижается себестоимость полученного алюминия.The invention is based on the task of developing a method for preparing recycling of the lining material of the cathode device of an electrolyser for use in the electrolytic production of aluminum, as a result of which the sanitary and hygienic working conditions of personnel are improved, environmental pollution is reduced, and the cost of the produced aluminum is reduced.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является решение поставленной задачи, сокращение количества направляемых на долговременное хранение образующихся при производстве алюминия отходов, представляющих собой угрозу для экологии и подлежащих утилизации после демонтажа электролизера, что влечет за собой получение экономического эффекта в виде уменьшения финансовых затрат на приобретение новых футеровочных материалов за счет их повторного использования, а, следовательно, снижение себестоимости алюминия. Таким образом, выгода от рециклинга футеровочных материалов состоит не только в финансовой составляющей. Применение рециклинга в электролитическом производстве алюминия в значительной мере решает проблемы пыления при извлечении и упаковке рециклируемых материалов и загрязнения окружающей среды.The technical result to which the claimed invention is aimed is to solve the problem, reducing the amount of waste generated during aluminum production sent for long-term storage, which poses a threat to the environment and is subject to disposal after dismantling the electrolyzer, which entails obtaining an economic effect in the form of a reduction in financial costs for the purchase of new lining materials due to their reuse, and, consequently, a reduction in the cost of aluminum. Thus, the benefits of recycling lining materials are not only financial. The use of recycling in the electrolytic production of aluminum significantly solves the problems of dust during the extraction and packaging of recycled materials and environmental pollution.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается предлагаемым способом подготовки рециклинга футеровочного материала в виде неграфитированного углерода - продукта пиролиза углеродного сырья из катодного устройства электролизера для получения алюминия.The stated problem is solved, and the technical result is achieved by the proposed method for preparing the recycling of lining material in the form of non-graphitized carbon - a product of pyrolysis of carbon raw materials from the cathode device of an electrolyzer for the production of aluminum.
Наиболее эффективным футеровочным материалом является неграфитированный углерод - продукт пиролиза углеродного сырья. В качестве неграфитированного углерода может быть использован древесный уголь, вещественный состав которого на 95 мас.% состоит из углерода, пористость достигает 70-80 мас.%, а выход летучих компонентов составляет 3-12 мас.%. В качестве неграфитированного углерода также можно использовать полукокс бурого угля, такой как, например, продукт пиролиза Канско-Ачинских бурых углей (мелочь коксовая МК-1), который, как показали проведенные многолетние исследования (Proshkin A. V. et al. (2016) A New Lining Material for Aluminum Electrolysis Cells That Can Be Recycled. The paper was presented at the 34th Conference & Exhibition of ICSOBA, Quebec, Canada, October 3-6, 2016.), может быть успешно использован в катодных устройствах электролизеров в качестве теплоизоляционного и одновременно огнеупорного материала.The most effective lining material is non-graphitized carbon - a product of pyrolysis of carbon raw materials. As non-graphitized carbon, charcoal can be used, the material composition of which is 95 wt.% carbon, the porosity reaches 70-80 wt.%, and the yield of volatile components is 3-12 wt.%. As non-graphitized carbon, you can also use brown coal semi-coke, such as, for example, the product of pyrolysis of Kansk-Achinsk brown coals (coke fines MK-1), which, as shown by long-term studies (Proshkin A. V. et al. (2016) A New Lining Material for Aluminum Electrolysis Cells That Can Be Recycled. The paper was presented at the 34th Conference & Exhibition of ICSOBA, Quebec, Canada, October 3-6, 2016.), can be successfully used in cathode devices of electrolyzers as a heat-insulating and at the same time fire-resistant material.
Неграфитированный углерод, преимущественно имеет размер менее 3-5 мм, имеет хорошие физико-химические и теплофизические свойства. В частности, плотность такого материала более чем в три раза ниже плотности традиционных огнеупорных материалов, вследствие чего он обладает более низкой теплопроводностью. Кроме того, этот материал имеет высокую химическую стойкость как по отношению к натрию и алюминию, так и по отношению к фтористым солям. Наконец, неграфитированный углерод имеет более низкую стоимость по сравнению с традиционными футерованными материалами. Вследствие доступной сырьевой базы - огромных запасов угля и его стабильно низкой стоимости, неграфитированный углерод, в том числе полукокс бурых углей, может быть серьезной альтернативой традиционным футеровочным материалам. Аутопсии электролизеров с различными сроками службы показали, что средние и нижние слои, выполненные из этого материала, сохраняют свои свойства и не менее 80% от исходной массы могут быть использованы повторно (Proshkin A.V. et al. (2019) New resource-saving technologies for lining the cathode with un-shaped lining materials Light Metals, 2019, pages 573-582).Non-graphitized carbon, predominantly has a size of less than 3-5 mm, has good physicochemical and thermophysical properties. In particular, the density of such a material is more than three times lower than the density of traditional refractory materials, as a result of which it has lower thermal conductivity. In addition, this material has high chemical resistance both to sodium and aluminum, and to fluoride salts. Finally, non-graphitized carbon has a lower cost compared to traditional lined materials. Due to the accessible raw material base - huge reserves of coal and its consistently low cost, non-graphitized carbon, including brown coal semi-coke, can be a serious alternative to traditional lining materials. Autopsies of electrolyzers with different service lives showed that the middle and lower layers made of this material retain their properties and at least 80% of the original mass can be reused (Proshkin A.V. et al. (2019) New resource-saving technologies for lining the cathode with un-shaped lining materials Light Metals, 2019, pages 573-582).
Краткое описание чертежейBrief description of drawings
На фиг. 1 представлен разрез футеровки торцевой области кожуха катодного устройства электролизера.In fig. Figure 1 shows a section of the lining of the end region of the casing of the cathode device of the electrolyser.
На фиг. 2а и 2б представлены фронтальный вид и вид сверху устройства для разделения сохранившего свои исходные свойства неграфитированного углерода от остатков футеровочных материалов с размерами частиц более 5 мм, содержащее наклонную к горизонту под углом 45-50 градусов сетку 10, закрепленную в раме 11 из профилей, размещенную на стенках контейнера для приема рециклируемого материала 12, шарнирное соединение 13 на торце контейнера и пружин 14 со штоками 15, закрепленными одним концом к раме 11 из профилей, а другим фиксатором штока - к оборотной стороне поперечной рейки 16, установленной на продольных бортах контейнера для приема рециклируемого материала в центральной ее части. Контейнер для приема отходов 18 располагается перпендикулярно оси контейнера для приема рециклируемого материала 12 вплотную к его торцу.In fig. 2a and 2b show a frontal view and a top view of a device for separating non-graphitized carbon that has retained its original properties from the remains of lining materials with particle sizes of more than 5 mm, containing a mesh 10 inclined to the horizon at an angle of 45-50 degrees, fixed in a frame 11 of profiles, placed on the walls of the container for receiving recycled material 12, a hinged connection 13 at the end of the container and springs 14 with rods 15, fixed at one end to the frame 11 of the profiles, and the other rod lock to the reverse side of the transverse rail 16 installed on the longitudinal sides of the container for receiving recycled material in its central part. The container for receiving waste 18 is located perpendicular to the axis of the container for receiving recyclable material 12 close to its end.
На фиг. 3 представлены фронтальный вид, вид сверху и сбоку загрузочного устройства, содержащего заборное устройство вакуумного загрузчика 19, имеющее систему аэрации, накопительный бункер 20, вакуумную систему с трехходовым клапаном 21, клапан накопительного бункера 22.In fig. 3 shows a frontal view, a top view and a side view of a loading device containing an intake device of a vacuum loader 19, having an aeration system, a storage hopper 20, a vacuum system with a three-way valve 21, a storage hopper valve 22.
Примером контейнера является короб прямоугольного сечения, на котором устанавливается соответствующее приспособление для селективного извлечения рециклируемого материала.An example of a container is a rectangular box on which a suitable device is mounted for the selective recovery of recyclable material.
Рециклинг неформованного футеровочного материала на основе неграфитированного углерода-продукта пиролиза углеродного сырья из катодного устройства электролизера осуществляют следующим способом. Сначала проводят дробление гидромолотом углеродных материалов верхней части катодного устройства, состоящей из катодных блоков, набивной углеродной массы, их погрузку экскаватором в транспортное средство для доставки потребителям или на склад хранения. Затем проводят дробление гидромолотом нижерасположенных керамических монолитных барьерных слоев огнеупорной футеровки, пропитанных фторсолями и продуктами взаимодействия материала на основе неграфитированного углерода - продуктов пиролиза углеродного сырья с натрием, фтористыми солями или алюминием. При дроблении гидромолотом пыление неизбежно, поэтому целесообразно использовать систему газоочистки участка выбоя электролизеров, либо блоки локальной газоочистки. Далее проводят извлечение материалов экскаватором, при этом извлекаемый горячий материал из нижней части подины разделяют на две части: 1) сыпучий материал на основе неграфитированного углерода, сохранивший свои исходные свойства, и 2) отходы с размерами частиц более 5 мм. Затем сыпучий материал на основе неграфитированного углерода охлаждают в отдельном контейнере, извлекают заборным устройством вакуумного загрузчика 19, имеющим систему аэрации и передают его в накопительный бункер 20 с периодическим отключением его от вакуумной системы 21 и упаковкой извлеченного материала через открывающийся клапан 22 в контейнер с герметичным вкладышем для предотвращения выделения токсичных газов при взаимодействия с влагой воздуха 23, после чего цикл извлечения путем закрытия клапана и подключения накопительного бункера к вакуумной системе повторяют, а извлеченный материал в контейнерах 23 перемещают для последующего хранения и/или рециклинга (повторного использования в катодах электролизеров по своему прямому назначению).Recycling of unshaped lining material based on non-graphitized carbon, a product of pyrolysis of carbon raw materials from the cathode device of the electrolyzer, is carried out in the following way. First, the carbon materials of the upper part of the cathode device, consisting of cathode blocks, packed carbon mass, are crushed with a hydraulic hammer, and they are loaded by an excavator into a vehicle for delivery to consumers or to a storage warehouse. Then, the underlying ceramic monolithic barrier layers of the refractory lining, impregnated with fluorine salts and reaction products of the material based on non-graphitized carbon - products of pyrolysis of carbon raw materials with sodium, fluoride salts or aluminum, are crushed with a hydraulic hammer. When crushing with a hydraulic hammer, dusting is inevitable, so it is advisable to use a gas purification system for the electrolyzer outlet area, or local gas purification units. Next, the materials are extracted by an excavator, while the hot material extracted from the bottom of the hearth is divided into two parts: 1) bulk material based on non-graphitized carbon, which has retained its original properties, and 2) waste with particle sizes of more than 5 mm. Then the bulk material based on non-graphitized carbon is cooled in a separate container, removed by an intake device of a vacuum loader 19, which has an aeration system, and transferred to a storage hopper 20 with periodic disconnection from the vacuum system 21 and packaging of the extracted material through an opening valve 22 into a container with a sealed liner to prevent the release of toxic gases when interacting with air moisture 23, after which the extraction cycle by closing the valve and connecting the storage hopper to the vacuum system is repeated, and the extracted material in containers 23 is moved for subsequent storage and/or recycling (reuse in the cathodes of electrolyzers according to its own intended purpose).
Именно отделение частиц более 5 мм из общей массы футеровочных материалов, извлекаемых экскаватором, обеспечивает преимущественное извлечение неграфитированного углерода и его стабильные свойства. Если отделять более мелкую фракцию, то ухудшается их проход через сетку, сокращается количество рециклируемого материала, усиливается пыление. Если отделять более крупную фракцию, то ухудшаются свойства рециклируемого материала: растет плотность и коэффициент теплопроводности, снижается криолитоустойчивость и способность к транспортировке.It is the separation of particles larger than 5 mm from the total mass of lining materials extracted by the excavator that ensures the preferential extraction of non-graphitized carbon and its stable properties. If you separate smaller fractions, their passage through the mesh is impaired, the amount of recycled material is reduced, and dusting increases. If you separate a larger fraction, the properties of the recycled material deteriorate: the density and thermal conductivity coefficient increase, cryolite resistance and ability to transport decrease.
Предлагаемый способ рециклинга дополняют частные варианты осуществления изобретения.The proposed recycling method is complemented by private embodiments of the invention.
Извлечение и упаковка рециклируемого материала на основе неграфитированного углерода может осуществляться непосредственно из ванны катодного устройства электролизера при его предварительном охлаждении и снижении температуры неграфитированного углерода ниже 100 °C для обеспечения условий работы фильтров вакуумного загрузчика.Removal and packaging of non-graphitized carbon-based recyclable material can be carried out directly from the bath of the cathode device of the electrolyser by pre-cooling it and reducing the temperature of the non-graphitized carbon below 100 °C to ensure the operating conditions of the vacuum loader filters.
Извлечение отработанного футеровочного материала может осуществляться путем создания поперечного шурфа для доступа к рециклируемому материалу и последующим возвратно-поступательным движением заборного устройства вакуумного загрузчика в области расположения слоев неграфитированного углерода.Removal of spent lining material can be accomplished by creating a transverse pit to access the recyclable material and then reciprocating the intake device of the vacuum loader in the area where the layers of non-graphitized carbon are located.
Извлечение отработанного футеровочного материала может осуществляться ковшом экскаватора.Removal of used lining material can be carried out using an excavator bucket.
При этом катоды электролизеров поступают на участок выбоя при высокой остаточной температуре, что не позволяет сразу использовать технику для удаления футеровочных материалов из кожуха катода, поэтому, как правило, несколько суток они остывают.In this case, the cathodes of the electrolyzers arrive at the tapping area at a high residual temperature, which does not allow the immediate use of equipment to remove the lining materials from the cathode casing, so, as a rule, they cool down for several days.
Также может быть осуществлено отделение крупных фракций отработанного материала и их транспортировка в дробильные отделения, если это предусмотрено инфраструктурой заводов.Large fractions of waste material can also be separated and transported to crushing departments, if this is provided for by the plant infrastructure.
Способ, в котором используется устройство для разделения сохранившего свои исходные свойства неграфитированного углерода от отходов футеровочных материалов с размерами частиц более 5 мм, содержащее наклонную под углом 45-50 градусов к горизонту подвижную сетку 10, закрепленную в раме 11 из профилей, размещенную на стенках контейнера для приема рециклируемого материала 12, шарнирное соединение 13 на торце контейнера и пружин 14 со штоками 15, закрепленными одним концом к раме 11 из профилей, а другим фиксатором штока - к оборотной стороне поперечной рейки 16, установленной на продольные борта контейнера для приема рециклируемого материала в центральной ее части и установленный перпендикулярно его оси контейнер для приема отходов 18. Угол 45-50 градусов является оптимальным. Если угол будет меньше 45 градусов, то материал остается на сетке и требуются трудозатраты на его удаление. Если угол наклона больше 50 градусов, то снижается эффективность разделения за счет сокращения площади проекции сетки. Наклонная сетка 10 закреплена не жестко, а с использованием пружин, что позволяет с одной стороны скомпенсировать ударное действие на сетку 10 крупных кусков карбонатов натрия и керамической футеровки, а с другой - осуществлять их отделение от сохранившего свои исходные свойства неграфитированного углерода.A method in which a device is used for separating non-graphitized carbon that has retained its original properties from waste lining materials with particle sizes of more than 5 mm, containing a movable mesh 10 inclined at an angle of 45-50 degrees to the horizon, fixed in a frame 11 of profiles, placed on the walls of the container for receiving recycled material 12, a hinged connection 13 at the end of the container and springs 14 with rods 15, fixed at one end to the frame 11 of profiles, and the other rod lock to the reverse side of the transverse rail 16 installed on the longitudinal sides of the container to receive recycled material into its central part and a container for receiving waste 18 installed perpendicular to its axis. An angle of 45-50 degrees is optimal. If the angle is less than 45 degrees, then the material remains on the mesh and labor costs are required to remove it. If the tilt angle is greater than 50 degrees, then the separation efficiency decreases due to the reduction in the grid projection area. The inclined mesh 10 is not fixed rigidly, but using springs, which allows, on the one hand, to compensate for the impact effect on the mesh 10 of large pieces of sodium carbonates and ceramic lining, and on the other hand, to separate them from the non-graphitized carbon that has retained its original properties.
Футеровка катодного устройства образована способом, включающим засыпку в кожух катодного устройства двух теплоизоляционных слоев материала из неграфитированного углерода 1, 2, в том числе и предварительно извлеченного материала из ранее отработанного катодного устройства электролизера, формирование огнеупорных слоев 3, 4, установку подовых и бортовых блоков с последующей заделкой швов между ними холоднонабивной подовой массой 6 и установкой бортовых блоков 7.The lining of the cathode device is formed by a method that includes filling the casing of the cathode device with two heat-insulating layers of non-graphitized carbon material 1, 2, including previously extracted material from the previously used cathode device of the electrolyzer, forming refractory layers 3, 4, installing bottom and side blocks with subsequent sealing of the seams between them with cold-filled bottom mass 6 and installation of side blocks 7.
Сопоставительный анализ признаков заявляемого решения и признаков ближайшего аналога, с учетом источников из уровня техники, свидетельствует о том, что неизвестна и специалистами не предполагалась возможность разделения горячего материала из нижней части подины на две части: 1) материал сохранивший свои исходные свойства и который может быть использован повторно (рециклируемых материал), и 2) отходы с размерами частиц более 5 мм, с последующей загрузкой рециклируемого материала в накопительный бункер 20 с периодическим отключением его от вакуумной системы 21 и высыпанием извлеченного материала через открывающийся клапан 22 в контейнер 23, после чего цикл извлечения путем закрытия клапана 22 и подключения накопительного бункера 20 к вакуумной системе 21 повторяют.A comparative analysis of the features of the proposed solution and the features of the closest analogue, taking into account sources from the prior art, indicates that the possibility of dividing the hot material from the bottom of the hearth into two parts is unknown and has not been assumed: 1) material that has retained its original properties and which can be reused (recycled material), and 2) waste with particle sizes greater than 5 mm, followed by loading the recycled material into the storage hopper 20 with periodic disconnection from the vacuum system 21 and pouring the extracted material through the opening valve 22 into the container 23, after which the cycle extraction by closing valve 22 and connecting the storage hopper 20 to the vacuum system 21 is repeated.
Осуществление изобретенияCarrying out the invention
Конструкция катодного устройства с рециклируемым футеровочным материалом (фиг. 1) предусматривает использование неформованных футеровочных материалов, состоящих из двух теплоизоляционных слоев 1, 2 из неграфитированного углерода с гранулометрией 3 мм, размещенных на днище кожуха 9 катодного устройства, и располагаемых над ними двух уплотненных слоев 3, 4 керамического алюмосиликатного материала.The design of a cathode device with recyclable lining material (Fig. 1) involves the use of unmolded lining materials consisting of two heat-insulating layers 1, 2 of non-graphitized carbon with a granulometry of 3 mm, placed on the bottom of the casing 9 of the cathode device, and two compacted layers 3 located above them , 4 ceramic aluminosilicate material.
Нижний слой 1 состоит из свежего неграфитированного углерода, а вышерасположенный слой 2 из повторно используемого (рециклируемого) неграфитированного углерода. Над слоем 2 располагается слой 3 из низкотеплопроводного керамического алюмосиликатного барьерного материала, активно реагирующего с натрием для снижения интенсивности образования цианидов в неграфитированном углеродном материале, предназначенном для повторного использования. Расположенный над слоем 3 слой 4 из керамического алюмосиликатного материала с высокими плотностью и криолитоустойчивостью предназначен для образования вязкого стекла, замедляющего проникновение жидкой фазы электролита в нижнюю часть катодного устройства.The lower layer 1 consists of fresh non-graphitized carbon, and the upper layer 2 of reused (recycled) non-graphitized carbon. Above layer 2 is a layer 3 of low thermal conductivity ceramic aluminosilicate barrier material that actively reacts with sodium to reduce the rate of cyanide formation in the non-graphitic carbon material intended for reuse. Located above layer 3, layer 4 of ceramic aluminosilicate material with high density and cryolite resistance is designed to form a viscous glass that slows down the penetration of the liquid phase of the electrolyte into the lower part of the cathode device.
Катодные блоки 5 устанавливаются на уплотненный цоколь из материалов слоев 1 - 4 и связываются швом 6 из набивной углеродной массы с бортовыми блоками 7, установленными на кирпичную кладку венца и бровки 8. Нижняя часть кирпичной кладки периферийной области (венец) находится под плоскостью расположения катодных блоков 5, а верхняя часть (бровка) служит для герметизации выхода катодных блоков 5 из кожуха катодного устройства. Вся конструкция футеровки располагается в кожухе 9 катодного устройства.Cathode blocks 5 are installed on a compacted base made from materials of layers 1 - 4 and are connected by a seam 6 made of a printed carbon mass with side blocks 7 installed on the brickwork of the crown and edge 8. The lower part of the brickwork of the peripheral area (crown) is located under the plane of the cathode blocks 5, and the upper part (edge) serves to seal the exit of the cathode blocks 5 from the casing of the cathode device. The entire lining structure is located in the casing 9 of the cathode device.
Цоколь катодного устройства был зафутерован неграфитированным углеродом в виде полукокса бурого угля, размерами 5 мм, засыпанным и уплотненным сверху до плотности 600 кг/м3 слоем сухой барьерной смеси (фиг. 1). Электролизер был подвергнут аутопсии спустя 2530 сут. эксплуатации, которая показала, что неграфитированный углерод полностью сохранил свои свойства.The base of the cathode device was lined with non-graphitized carbon in the form of brown coal semi-coke, 5 mm in size, covered and compacted on top to a density of 600 kg/m 3 with a layer of dry barrier mixture (Fig. 1). The electrolyzer was autopsied after 2530 days. operation, which showed that non-graphitized carbon completely retained its properties.
В таблице 1 приведено сравнение свойств футеровочного материала из неграфитированного углерода МК-1 до и после его эксплуатации МК-Р.Table 1 shows a comparison of the properties of the lining material made of non-graphitized carbon MK-1 before and after its operation MK-R.
Основным результатом аутопсии можно считать подтверждение возможности 100 % рециклинга материала из неграфитированного углерода. Вышерасположенные алюмосиликатные футеровочные материалы преимущественно спекаются и монолитизируются, следовательно, их рециклинг невозможен, и они должны быть отделены от рециклируемого материала.The main result of the autopsy can be considered confirmation of the possibility of 100% recycling of non-graphitized carbon material. The upstream aluminosilicate lining materials are predominantly sintered and monolithized and therefore cannot be recycled and must be separated from the recycled material.
Для организации рециклинга неграфитированного углерода предлагается способ извлечения неформованного футеровочного материала из катодного устройства электролизера и устройства для его осуществления. Сущность предлагаемого способа и устройств для его осуществления иллюстрируются примерами конкретной реализации способа и конструктивного выполнения устройства (фиг. 1, 2, 3).To organize the recycling of non-graphitized carbon, a method is proposed for extracting unshaped lining material from the cathode device of the electrolyzer and the device for its implementation. The essence of the proposed method and devices for its implementation are illustrated by examples of a specific implementation of the method and the design of the device (Fig. 1, 2, 3).
Способ рециклинга отработанного футеровочного материала содержит следующие стадии, в частности:The method for recycling used lining material contains the following stages, in particular:
- после удаления остатков фтористых солей и застывшего алюминия на подине катода гидромолотом дробят верхнюю часть углеродных катодных блоков 5 до катодных стержней, бортовые блоки 7 и периферийную часть керамической бровки 8 до того же уровня;- after removing the remains of fluoride salts and frozen aluminum on the bottom of the cathode, the upper part of the carbon cathode blocks 5 is crushed to the cathode rods, the side blocks 7 and the peripheral part of the ceramic edge 8 are crushed with a hydraulic hammer to the same level;
- ковшом экскаватора извлекают из катода дробленый материал углеродных катодных блоков 5, SiC бортовых блоков 7 и керамической бровки 8, которые загружают в транспортное средство и перемещают в специальное хранилище отходов;- using an excavator bucket, crushed material of carbon cathode blocks 5, SiC side blocks 7 and ceramic edge 8 are removed from the cathode, which are loaded into a vehicle and moved to a special waste storage facility;
- гидромолотом извлекают и ковшовым экскаватором складируют в мульду катодные стержни;- cathode rods are removed with a hydraulic hammer and stored in a trough using a bucket excavator;
- гидромолотом дробят монолитную керамическую часть 8, пропитанных фторсолями и остатки нижней части катодных блоков 5;- using a hydraulic hammer, crush the monolithic ceramic part 8, impregnated with fluorine salts, and the remains of the lower part of the cathode blocks 5;
- ковшом экскаватора извлекают из катода керамическую часть огнеупоров 8 и остатки нижней части катодных блоков 5, которые загружают в транспортное средство и перемещают в специальное хранилище отходов;- using an excavator bucket, the ceramic part of the refractories 8 and the remains of the lower part of the cathode blocks 5 are removed from the cathode, which are loaded into a vehicle and moved to a special waste storage facility;
- ковшом экскаватора извлекают из катода смесь сыпучего материала на основе неграфитированного углерода 1, 2, сохранившего свои размеры и исходные свойства и монолитные продукты его взаимодействия с натрием, фтористыми солями или алюминием с размерами частиц более 5 мм, и направляют в устройство их разделения;- using an excavator bucket, a mixture of bulk material based on non-graphitized carbon 1, 2, which has retained its dimensions and original properties and monolithic products of its interaction with sodium, fluoride salts or aluminum with particle sizes of more than 5 mm, is removed from the cathode, and sent to a device for separating them;
- разделяемый материал подают на наклонную сетку 10, где крупные включения оказывают ударное воздействие на подпружиненную сетку, в результате чего происходит отделение рециклируемого материала 1, 2 от некондиционного материала с размерами частиц более 5 мм. Рециклируемый материал 1, 2 просыпается через сито в контейнер для рециклируемого материала 12, а крупные куски за счет действия пружин отбрасываются в контейнер для отходов 18;- the separated material is fed onto an inclined mesh 10, where large inclusions have an impact on the spring-loaded mesh, resulting in the separation of the recycled material 1, 2 from substandard material with particle sizes of more than 5 mm. Recyclable material 1, 2 spills through a sieve into a container for recyclable material 12, and large pieces, due to the action of springs, are thrown into a waste container 18;
- после отделения сыпучий материал на основе неграфитированного углерода охлаждают в контейнере 12 до температуры не более 100 °C, извлекают заборным устройством вакуумного загрузчика 19, имеющим систему аэрации и передают в накопительный бункер 20 с периодическим отключением его от вакуумной системы 21 и беспылевым высыпанием извлеченного материала через открывающийся клапан 22 в мешки биг-бэг с герметизирующим полиэтиленовым вкладышем 23 для предотвращения контакта рециклируемого материала с влагой воздуха, вызывающее образование вредных и горючих газов, после чего цикл извлечения путем закрытия клапана 22 и подключения накопительного бункера 20 к вакуумной системе 21 повторяют;- after separation, the bulk material based on non-graphitized carbon is cooled in container 12 to a temperature of no more than 100 °C, removed by an intake device of a vacuum loader 19, which has an aeration system, and transferred to a storage hopper 20 with periodic disconnection from the vacuum system 21 and dust-free pouring of the extracted material through the opening valve 22 into big bags with a sealing polyethylene liner 23 to prevent contact of the recycled material with air moisture, causing the formation of harmful and flammable gases, after which the extraction cycle by closing the valve 22 and connecting the storage hopper 20 to the vacuum system 21 is repeated;
- извлеченный материал на основе неграфитированного углерода, упакованный в мешках биг-бэг, перемещают для последующего хранения и/или рециклинга (повторного использования в катодах электролизеров по своему прямому назначению), а остатки смеси с размерами более 5 мм загружают в транспортное средство и перевозят в специальное хранилище отходов.- extracted material based on non-graphitized carbon, packed in big bags, is moved for subsequent storage and/or recycling (reuse in electrolyzer cathodes for its intended purpose), and the remaining mixture with dimensions greater than 5 mm is loaded into a vehicle and transported to special waste storage.
Предложенный способ рециклинга отработанного футеровочного материала при монтаже электролизеров для получения алюминия реализуют с помощью устройства для разделения, сохранившего свои исходные свойства неграфитированного углерода от остатков футеровочных материалов с размерами частиц более 5 мм следующим образом.The proposed method for recycling waste lining material during the installation of electrolysers for aluminum production is implemented using a separation device that has retained its original properties of non-graphitized carbon from the remains of lining materials with particle sizes of more than 5 mm as follows.
Наклонную сетку 10, закрепленную в раме из профилей 11, устанавливают на борта контейнера для приема рециклируемого материала 12, например, мульду (фиг. 2а, б) путем шарнирного соединения 13 на торце и пружин 14 со штоками 15, закрепленными одним концом к раме из профилей 11, а другим - к обратной стороне поперечной рейки 16, установленной в центральной части контейнера для приема рециклируемого материала 12. По трем сторонам рамы 11 устанавливают противопылевые завесы 17. Перпендикулярно оси контейнера для приема рециклируемого материала 12 установлен контейнер 18 для приема отходов с размерами более 5 мм.An inclined mesh 10, fixed in a frame made of profiles 11, is installed on the sides of the container for receiving recycled material 12, for example, a trough (Fig. 2a, b) by means of a hinged connection 13 at the end and springs 14 with rods 15, fixed at one end to the frame from profiles 11, and the other - to the reverse side of the transverse rail 16, installed in the central part of the container for receiving recyclable material 12. Anti-dust curtains 17 are installed on three sides of the frame 11. Perpendicular to the axis of the container for receiving recyclable material 12, a container 18 is installed for receiving waste with dimensions more than 5 mm.
Ковшом экскаватора забирают рециклируемый материал из катодного устройства и высыпают содержимое ковша на подвижную сетку 10, установленную под углом 45-50 градусов. Крупные включения оказывают ударное воздействие на сетку и активируют ее движение, в результате чего рециклируемый материал с размерами менее 5 мм просыпается через сито в контейнер для приема, а крупные куски за счет действия пружин и оптимального угла наклона сетки отбрасываются в контейнер для отходов 18. После охлаждения сохранивший свои исходные свойства неграфитированный углерод извлекают и упаковывают вакуумным загрузчиком в герметичные мешки биг-бэги 23, после чего направляют для последующего хранения и рециклинга.Using an excavator bucket, the recyclable material is taken from the cathode device and the contents of the bucket are poured onto a movable mesh 10 installed at an angle of 45-50 degrees. Large inclusions have an impact on the mesh and activate its movement, as a result of which recycled material with dimensions less than 5 mm spills through the sieve into the receiving container, and large pieces, due to the action of springs and the optimal angle of inclination of the mesh, are thrown into the waste container 18. After After cooling, non-graphitized carbon, which has retained its original properties, is removed and packaged with a vacuum loader into sealed big bags 23, after which it is sent for subsequent storage and recycling.
Возможно извлечение и перемещение неграфитированного углерода в бункера с использованием ковша экскаватора.It is possible to extract and move non-graphitized carbon into bins using an excavator bucket.
Промышленные испытания предлагаемого способа, включая устройство для его осуществления, подтвердили следующие преимущества: улучшились санитарно-гигиенические условия работы персонала из-за ликвидации пыления материала при упаковке рециклируемого материала; увеличилось количество рециклируемых отходов, направляемых на повторное использование; уменьшились затраты на приобретение футеровочных материалов за счет их повторного использования по прямому назначению; суммарный экономический эффект составил более 1,5 тыс.$ в год в расчете на 1 электролизер; сократились затраты на извлечение и хранение отработанных материалов, одновременно повысилась эффективность их переработки.Industrial tests of the proposed method, including a device for its implementation, confirmed the following advantages: sanitary and hygienic working conditions for personnel have improved due to the elimination of dusting of material when packaging recyclable material; the amount of recycled waste sent for reuse has increased; the cost of purchasing lining materials has been reduced due to their reuse for their intended purpose; the total economic effect amounted to more than $1.5 thousand per year per 1 electrolyser; The costs of retrieving and storing waste materials have been reduced, while the efficiency of their processing has increased.
Объем правовой охраны с учетом приведенного описания и примеров осуществления изобретения испрашивается для способа подготовки рециклинга неформованного футеровочного материала на основе неграфитированного углерода - продукта пиролиза углеродного сырья из катодного устройства электролизера, содержащий стадии дробления и извлечения материалов верхней части катодного устройства, включающего катодные блоки, набивную углеродную массу, бортовые блоки, а также дробления и извлечения нижерасположенных монолитных алюмосиликатных слоев огнеупорной футеровки, пропитанных фторсолями, и продуктов взаимодействия материала на основе неграфитированного углерода - продуктов пиролиза углеродного сырья с натрием, фтористыми солями и/или алюминием, в котором извлекаемый материал из нижней части подины разделяют на две части в устройстве для разделения с подвижной наклонной к горизонту сеткой: первую - сыпучий материал на основе неграфитированного углерода, сохранивший свои исходные свойства, и вторую - отходы с размерами частиц более 5 мм, после чего сыпучий материал на основе неграфитированного углерода охлаждают, упаковывают его вакуумным загрузчиком в герметичные мешки биг-бэги для последующего хранения для рециклинга и/или непосредственного рециклинга.The scope of legal protection, taking into account the given description and examples of implementation of the invention, is sought for a method for preparing the recycling of unshaped lining material based on non-graphitized carbon - a product of pyrolysis of carbon raw materials from the cathode device of an electrolyzer, containing the stages of crushing and extracting materials from the upper part of the cathode device, including cathode blocks, printed carbon mass, side blocks, as well as crushing and extraction of underlying monolithic aluminosilicate layers of refractory lining, impregnated with fluorine salts, and interaction products of material based on non-graphitized carbon - products of pyrolysis of carbon raw materials with sodium, fluoride salts and/or aluminum, in which the extracted material is from the lower part the hearths are divided into two parts in a separation device with a movable mesh inclined to the horizon: the first - bulk material based on non-graphitized carbon, which has retained its original properties, and the second - waste with particle sizes of more than 5 mm, after which the bulk material based on non-graphitized carbon is cooled , pack it with a vacuum loader into sealed big bags for subsequent storage for recycling and/or direct recycling.
Сыпучий материал на основе неграфитированного углерода предпочтительно охлаждают в отдельном контейнере, извлекают заборным устройством вакуумного загрузчика, имеющим систему аэрации и передают его в накопительный бункер с периодическим отключением его от вакуумной системы и высыпанием извлеченного материала через открывающийся клапан в контейнер(ы) с герметичным вкладышем, после чего цикл извлечения путем закрытия клапана и подключения накопительного бункера к вакуумной системе повторяют.Bulk material based on non-graphite carbon is preferably cooled in a separate container, removed by a vacuum loader intake device having an aeration system and transferred to a storage hopper with periodic disconnection from the vacuum system and pouring of the extracted material through an opening valve into the container(s) with a sealed liner, after which the extraction cycle by closing the valve and connecting the storage hopper to the vacuum system is repeated.
Также сыпучий материал на основе неграфитированного углерода могут охлаждать в отдельном контейнере, извлекать ковшом экскаватора и передавать его в накопительный бункер с донным выпуском для последующего использования при монтаже.Also, bulk material based on non-graphitized carbon can be cooled in a separate container, removed with an excavator bucket and transferred to a storage hopper with a bottom outlet for subsequent use during installation.
Извлечение отработанного футеровочного материала, как правило, осуществляют возвратно-поступательным движением заборного устройства вакуумного загрузчика.Removal of spent lining material is usually carried out by the reciprocating movement of the intake device of the vacuum loader.
Сыпучий материал на основе неграфитированного углерода предпочтительно охлаждают до температуры ниже 100 °С.Bulk material based on non-graphitized carbon is preferably cooled to a temperature below 100 °C.
Способ, в котором используется устройство для разделения сохранившего свои исходные свойства неграфитированного углерода от отходов футеровочных материалов с размерами частиц более 5 мм, содержащее подвижную наклонную к горизонту под углом 45-50 градусов сетку 10 с противопылевой завесой, установленной по трем её сторонам, закрепленную в раме 11 из профилей, размещенную на стенках контейнера для приема рециклируемого материала 12, шарнирное соединение 13 на торце контейнера и пружин 14 со штоками 15, закрепленными одним концом к раме 11 из профилей, а другим фиксатором штока - к оборотной стороне поперечной рейки 16, установленной на продольные борта контейнера для приема рециклируемого материала в центральной ее части и размещенный перпендикулярно оси контейнера для приема рециклируемого материала 12 другой контейнер для приема отходов 18.A method in which a device is used for separating non-graphitized carbon that has retained its original properties from waste lining materials with particle sizes of more than 5 mm, containing a movable mesh 10 inclined to the horizon at an angle of 45-50 degrees with an anti-dust curtain installed on its three sides, fixed in a frame 11 made of profiles, placed on the walls of the container for receiving recycled material 12, a hinged connection 13 at the end of the container and springs 14 with rods 15, fixed at one end to the frame 11 made of profiles, and the other rod lock to the reverse side of the transverse rail 16 installed on the longitudinal sides of the container for receiving recyclable material in its central part and another container for receiving waste 18 placed perpendicular to the axis of the container for receiving recyclable material 12.
Предложенный способ обеспечивает решение поставленной задачи и достижение указанных преимуществ.The proposed method provides a solution to the problem and achieves the indicated advantages.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2024/050016 WO2024162872A1 (en) | 2023-01-30 | 2024-01-23 | Method for preparing the recycling of the cathode lining material of an electrolytic cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2804973C1 true RU2804973C1 (en) | 2023-10-09 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101351279A (en) * | 2006-02-17 | 2009-01-21 | 学校法人明治大学 | Powder separator and method of powder separation |
| RU2383397C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт асбестовой промышленности" | Unbalanced-throw screen |
| MD560Z (en) * | 2012-08-02 | 2013-06-30 | Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" | Sifter for separation of pellets |
| CN103851632A (en) * | 2014-03-12 | 2014-06-11 | 郑州经纬科技实业有限公司 | Recycling system for waste cathode block from electrolytic aluminum and recycling method |
| RU2727377C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Recycling method of lining material of electrolytic cell cathode device and device for its implementation |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101351279A (en) * | 2006-02-17 | 2009-01-21 | 学校法人明治大学 | Powder separator and method of powder separation |
| RU2383397C1 (en) * | 2008-10-13 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт асбестовой промышленности" | Unbalanced-throw screen |
| MD560Z (en) * | 2012-08-02 | 2013-06-30 | Институт Сельскохозяйственной Техники "Mecagro" | Sifter for separation of pellets |
| CN103851632A (en) * | 2014-03-12 | 2014-06-11 | 郑州经纬科技实业有限公司 | Recycling system for waste cathode block from electrolytic aluminum and recycling method |
| RU2727377C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-07-21 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Recycling method of lining material of electrolytic cell cathode device and device for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104975308B (en) | A kind of method that aluminium electroloysis waste lining recycling closed loop is utilized | |
| RU2041975C1 (en) | Electrolyzer for obtaining of aluminium and method for producing aluminium by means of electrolyzer | |
| CN109136564B (en) | Treatment method of carbon-containing waste residues of electrolytic aluminum | |
| WO2017031798A1 (en) | Apparatus for treating and recycling aluminum electrolysis solid waste | |
| JPH07323270A (en) | Method and device for transporting all kinds of waste, intermediate storage thereof,energetic use thereof and materialwise use thereof | |
| CN108585564B (en) | System and method for co-processing electrolytic aluminum waste residues and co-producing double quick cement by cement kiln | |
| CN101956083A (en) | Process method and equipment for smelting magnesium by using magnesite with one-step method | |
| CN111282966A (en) | Slag treatment system | |
| CN110016557A (en) | The method for producing ferro-silicon-aluminium as raw material electric arc furnace smelting using aluminium ash | |
| US4376033A (en) | Method for recovering shale oil from shale | |
| CN110144457A (en) | The method that AL-Si-Fe alloy is produced in the pretreatment carbon thermal reduction of aluminium ash | |
| CN103382524B (en) | Regenerating method of waste aluminum foil containing organic matters | |
| RU2804973C1 (en) | Method for preparing recycling of loose lining material from the cathode device of electrolyser and device for its implementation | |
| CN105239097B (en) | A kind of water quenching of aluminium electrolysis anode breeze and sorting processing method | |
| CN206069804U (en) | With the anthracitic system of electrolytic aluminium waste cathode carbon block production high graphite | |
| CN208545315U (en) | The system of cement kiln synergic processing waste slag of electrolytic aluminium coproduction double-quick cement | |
| WO2024162872A1 (en) | Method for preparing the recycling of the cathode lining material of an electrolytic cell | |
| CN106517209A (en) | Method for treating spent cathodes of spent potlinings of aluminum electrolysis cells | |
| CN218087667U (en) | Carbide is discharged from stove residue clearance recovery unit | |
| RU2727377C1 (en) | Recycling method of lining material of electrolytic cell cathode device and device for its implementation | |
| CN105130460A (en) | Method of regenerating anti-seepage material from waste aluminium electrolytic tank lining | |
| CN106147910A (en) | The anthracitic system and method for high graphite is produced with electrolytic aluminium waste cathode carbon block | |
| CN107285354A (en) | Aluminum carbonaceous dangerous waste watery fusion permeates continuous separation method and products obtained therefrom | |
| EP3611276B1 (en) | Method for producing secondary aluminium | |
| JP4179948B2 (en) | Millpyrite effective utilization method and apparatus |