Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей


 


Владельцы патента RU 2491359:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" (RU)

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу переработки алюмосодержащих шлаков и получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов. Способ включает дробление, измельчение, водное выщелачивание шлака, фильтрацию пульпы, выпаривание солевого раствора, сушку оксидного осадка и его электролиз. Оксидный осадок загружают в электролизер 6-8 раз в сутки, в количестве 3,1-4,9% от массы электролита, растворяют во фторидном электролите, содержащем NaF и АlF3 с криолитовым отношением 1,8-2,2, и проводят электролиз с получением сплава-раскислителя, содержащего с мас.%: Al - 83-95, Si - 3-12, Fе - 2-5. Обеспечивается возможность полного извлечения металлического алюминия из шлака, использования оксидной составляющей шлака для получения сплава на основе алюминия, снижения образования отходов и упрощения схемы переработки шлака. 3 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к способу получения сплавов на основе алюминия электролизом хлоридно-фторидных расплавов путем катодного восстановления всех компонентов сплава, а также к переработке шлаков алюминиевого сырья в роторных, отражательных или индукционных печах.

Известен способ извлечения алюминия из шлаков путем механического воздействия на шлак в роторной печи при ее вращении (RU 2194778 С2, кл. С22В 7/04, опубл. 20.12.2002). Для более полного извлечения алюминия после его слива в печь загружают фториды щелочных металлов, в частности криолит, или смесь фторидов и хлоридов щелочных металлов. После обработки шлаков по данному способу не изменяется структура шлаков, в них остается довольно большое количество алюминия и присутствует часть добавляемых солей, поэтому необходима дальнейшая переработка вторичных шлаков.

Известен способ переработки шлака алюминиевого производства с получением глиноземсодержащего сырья, включающий измельчение шлака, разделение его на фракции, водное выщелачивание измельченного шлака, фильтрацию раствора с разделением солевого раствора и твердого остатка, выпаривание солевого раствора, сушку и обжиг твердого остатка (RU 2215048 С1, кл. С22В 7/04, опубл. 27.10.2003). Перед выпариванием солевого раствора дополнительно выполняют тонкую фильтрацию солевого раствора. Перед сушкой и обжигом твердого остатка выполняют отмывку твердого осадка от солей. При этом водное выщелачивание проводят при температуре воды 25-50°С и соотношении 1:1 по массе воды и измельченного шлака. Недостатком данного способа является то, что получаемый глиноземсодержащий продукт не перерабатывается. Авторы предлагают использовать этот продукт в качестве сырья для получения глинозема по полному технологическому циклу, а затем из полученного оксида алюминия получать металлический алюминий. Такая схема использования глиноземсодержащего продукта существенно усложняет процесс получения из него алюминия, способствует накоплению отходов глиноземного производства, например красного шлама, а другие ценные компоненты исходного шлака не извлекаются.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ производства алюминиево-кремниевого сплава электролизом оксидного сырья в расплаве криолита с использованием производственных отходов тепловых электроцентралей, содержащих глинозем и кремнезем (RU 2065510 С1, кл. С25С 3/36, опубл. 20.08.1996). Технология получения алюминиево-кремниевого сплава ничем не отличается от способа получения алюминия, то есть загрузка сырья 3-4 раза в сутки в количестве 5-8% от массы электролита при криолитовом отношении 2,6÷2,8. Способ расширяет сырьевую базу производства алюминиево-кремниевых сплавов. Однако в нее не входят отходы переработки алюмосодержащих шлаков.

Целью настоящего изобретения является создание способа переработки отвальных алюмосодержащих шлаков, позволяющего полностью извлекать металлический алюминий из шлака, использовать оксидную составляющую шлака для получения сплава на основе алюминия, а также снизить образование отходов и упростить схему переработки шлака.

Поставленная цель достигается тем, что алюмосодержащий шлак подвергают переработке, включающей дробление, измельчение, водное выщелачивание шлака, фильтрацию пульпы, выпаривание фильтрата и сушку выпаренной солевой смеси, а оксидную часть, содержащую Аl2O3, Fе2О3, SiO2, после фильтрации сушат, загружают в электролит с криолитовым отношением 1,8÷2,2 в количестве 3,1÷4,9% от массы электролита и подвергают электролизу. Загрузку проводят 6÷8 раз в сутки.

В данных условиях происходит растворение оксидной части и катодное восстановление основных компонентов, т.е. алюминия, кремния и железа с образование сплава-раскислителя. Получаемый сплав может использоваться для раскисления стали.

Примеры осуществления способа

Пример 1. Отвальный алюмосодержащий шлак плавильного производства подвергают переработке, включающей дробление, измельчение, водное выщелачивание, фильтрацию пульпы, выпаривание фильтрата и сушку выпаренной солевой смеси. Полученную оксидную часть растворяют во фторидном электролите при частоте загрузки 8 раз в сутки, содержащем NaF и АlF3 с криолитовым отношением 1,8, в количестве 3,1% от массы электролита и проводят электролиз. В результате получают сплав следующего состава, мас.%: Аl - 87, Si - 10, Fe - 3.

Пример 2. Отвальный алюмосодержащий шлак плавильного производства подвергают переработке, включающей дробление, измельчение, водное выщелачивание, фильтрацию пульпы, выпаривание фильтрата и сушку выпаренной солевой смеси. Полученную оксидную часть растворяют во фторидном электролите при частоте загрузки 7 раз в сутки, содержащем NaF и АlF3 с криолитовым отношением 2,0, в количестве 4% от массы электролита и проводят электролиз. В результате получают сплав следующего состава, мас.%: Аl - 95, Si - 3, Fe - 2.

Пример 3. Отвальный алюмосодержащий шлак плавильного производства подвергают переработке, включающей дробление, измельчение, водное выщелачивание, фильтрацию пульпы, выпаривание фильтрата и сушку выпаренной солевой смеси. Полученную оксидную часть растворяют во фторидном электролите при частоте загрузки 6 раз в сутки, содержащем NaF и АlF3 с криолитовым отношением 2,2, в количестве 4,9% от массы электролита и проводят электролиз. В результате получают сплав следующего состава, мас.%: Аl - 83, Si - 12, Fe - 5.

Описанный способ позволяет полностью извлечь металлический алюминий из шлака, использовать оксидную составляющую шлака для получения сплава на основе алюминия, снизить образование отходов и упростить схему переработки шлака.

Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков, включающий дробление, измельчение, водное выщелачивание, фильтрацию пульпы, выпаривание солевого раствора, сушку оксидного осадка и его электролиз, отличающийся тем, что оксидный осадок загружают в электролизер 6÷8 раз в сутки в количестве 3,1÷4,9% от массы электролита, растворяют во фторидном электролите, содержащем NaF и АlF3 с криолитовым отношением 1,8÷2,2 и проводят электролиз с получением сплава-раскислителя, содержащего, мас.%: Аl - 83÷95, Si - 3÷12, Fe - 2÷5.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке вторичных алюминиевых отходов, и может быть использовано для подготовки шлаков, образующихся при производстве алюминия из ломов и отходов для дальнейшей переработки и применения.
Изобретение относится к извлечению цветных металлов, в частности меди, никеля и кобальта, из металлургических отходов, содержащих эти цветные металлы в степени окисления, большей или равной нулю.
Изобретение относится к металлургической и строительной отраслям промышленности и может быть использовано при переработке распадающегося металлургического шлака, а именно для извлечения из него металлической составляющей, препятствующей его использованию в качестве сырьевого компонента при производстве строительных материалов.

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с твердым шлакоудалением, в том числе при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .

Изобретение относится к угольным энергетическим котлам с жидким шлакоудалением, особенно при их работе на углях, содержащих благородные металлы. .
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения ферромарганца со сверхнизким содержанием фосфора и углерода, содержащего 0,1% вес. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к переработке алюмосодержащих шлаков, а также к получению сплавов на основе алюминия электролизом расплавов.

Изобретение относится к металлургии, а именно к переработке металлургических отходов доменного и мартеновского шлаков. .
Изобретение относится к металлургии, в частности к переработке отходов глиноземного производства - красных шламов, и может быть использовано при производстве ферросплавов.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при переработке исходного материала в виде непереработанного металлургического шлака, содержащего тяжелый металл, который является нежелательным, такого как марганецсодержащий и железосодержащий шлаки, для получения продукта переработки шлака.

Изобретение относится к области рециклинга цветных металлов (например, алюминия и его сплавов, магния, цинка). Устройство включает раму со сжимающей шлак головкой, изложницу для сбора отжатого из шлака металла, установленную на ней шлаковницу, патрубок для подключения вакуума к изложнице через сквозное отверстие, выполненное в боковой стенке изложницы, и уплотнение, размещенное в зазоре между шлаковницей и изложницей. Причем сжимающая шлак головка выполнена оребренной по внешней поверхности, а шлаковница выполнена в донной части с одним или несколькими сквозными дренажными отверстиями и/или открытыми порами. Между сжимающей шлак головкой и шлаковницей может быть размещено уплотнение. Шлаковница может быть выполнена с одним или несколькими ребрами на внутренней поверхности, обращенной к шлаку. Головка может быть выполнена полой с двумя или более патрубками с воздушным охлаждением. Шлаковница и/или головка могут быть снабжены вибратором. Устройство может содержать один или несколько магнитогидродинамических (МГД) насосов для движения металла к одному или нескольким дренажным отверстиям и/или открытым порам в донной части шлаковницы. Изобретение увеличивает извлечение цветного металла из шлака. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способу извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов. Способ включает химико-термическую обработку шлаков, содержащих 0,4-1% никеля и 0,2-0,9% кобальта в виде окислов и 2-10% серы. Обработку ведут в смеси со стальной низкоуглеродистой стружкой, полученной после токарной обработки, и хлористым аммонием или хлоридами щелочных металлов или их смесью при температуре 1050-1100°C для образования газообразных хлоридов никеля и кобальта и проведения обменной реакции. В результате реакции никель и кобальт из газовой фазы осаждаются, диффундируют вглубь и легируют низкоуглеродистую стальную стружку, которую затем переплавляют в индукционных печах с получением сплава, содержащего 0,9-1,7% никеля и 0,3-0,8% кобальта, остальное - железо. В результате получают сплав, содержание серы в котором не превышает ее содержание в исходном металле низкоуглеродистой стальной стружки. Техническим результатом является упрощение процесса извлечения никеля и кобальта из бедных отвальных шлаков. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к горной, металлургической и строительной промышленности и может быть использовано при утилизации шлаков ферросплавного производства. В способе дробление шлака осуществляют до фракции -10,0+0,0 мм с последующим его грохочением на три фракции: -10,0+1,0 мм, -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм, причем фракцию -10,0+1,0 мм подвергают дополнительному дроблению и возвращают на грохочение, затем каждую из двух фракций: -1,0+0,315 мм и -0,315+0,0 мм раздельно сушат, а затем двумя разделенными потоками подвергают сначала электросепарации с разделением на проводниковые и непроводниковые фракции, затем каждую из полученных фракций подвергают последовательно сначала слабомагнитной, а затем сильномагнитной сепарации с выделением сильномагнитной фракции в виде железного скрапа и крупной и мелкой фракций металлической фазы ферросплавов и выделением немагнитной непроводниковой фракции в виде высокоглиноземистого концентрата. Изобретение позволяет получать 4,42% по выходу концентрата металлофазы с содержанием Ti 34,4% и Fe 46,4%, что по всем компонентам удовлетворяет ГОСТу на порошок ферротитана марки ФТи35с5. 1 табл, 1 ил.
Изобретение относится к металлургии. Способ переработки отвального конверторного шлака производства никеля включает дробление указанного шлака в шаровой мельнице и просеивание его через сито с размером ячейки 1 мм. В результате металлообработки заготовок из стали 20 получают стальную стружку толщиной до 1 мм, окунают ее на 1-2 минуты в ванну с разбавленной соляной кислотой, промывают, сушат до полного удаления влаги, смешивают 10-20 мас.% стружки с 80-90 мас.% просеянного отвального конверторного шлака и добавляют сверх 100 мас.% 2-5 мас.% хлористого аммония. Затем полученную смесь упаковывают в контейнер из жаростойкой стали с плавким затвором, нагревают контейнер со смесью до температуры 1050-1100°С, проводят выдержку при этой температуре в течение 4-6 часов, охлаждают, разбирают контейнер, отделяют стружку магнитной сепарацией, очищают ее грохочением, брикетируют, переплавляют в электродуговой печи и разливают в слитки-полуфабрикаты. Полученные слитки-полуфабрикаты могут быть использованы для производства сталей 20ХН2М и 20Н2М. Обеспечивается извлечение никеля из отвального конверторного шлака производства никеля. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области извлечения чистого пентаоксида ванадия из шлака, полученного при его производстве. В данном способе берут предварительно измельченный ванадийсодержащий шлак, сплавляют его с едким натром с получением метаванадата натрия. Затем проводят выщелачивание водой с последующим отделением раствора от твердой фазы. В полученный раствор добавляют неорганическую кислоту для достижения значения рН≤4 и вводят сорбент, в качестве которого используют порошкообразный уголь, модифицированный катионоактивными азотсодержащими поверхностно-активными веществами (ПАВ). После проведения процесса сорбции отработанный сорбент отделяют от жидкой фазы, сушат и обжигают при температуре 600-640°С с получением чистого пентаоксида ванадия. В качестве катионоактивных азотсодержащих поверхностно-активных веществ берут, например, лаурилдиметилбензиламмоний хлорид, цитилпиридиний хлористый, полигескаметиленгуанидин гидрохлорид. Технический результат - расширение сырьевой базы для получения пентаоксида ванадия, обеспечение высокого выхода и высокой степени чистоты пентаоксида ванадия. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к способу извлечения металлов, в частности редкоземельных металлов и марганца, из силикатных шлаков. Способ включает измельчение шлака и выщелачивание. Для предотвращения образования нефильтруемых пульп, обусловленных гелеобразованием кремнекислоты, шлак предварительно смешивают с концентрированной кислотой (азотной или соляной), взятой в количествах, необходимых для нейтрализации шлака, пульпу выдерживают в течение 1-2 часов. При этом происходит выщелачивание ценных элементов, а образующаяся кремниевая кислота коагулирует, образуя крупные агломераты. После этого массу дополнительно измельчают и выщелачивают водой. На этой стадии в раствор вымываются все соли, а гели не образуются. Далее раствор отделяют фильтрацией или центрифугированием и перерабатывают известными гидрометаллургическими методами, а твердый силикатный продукт направляют в отвал. Техническим результатом является устранение энергоемкого процесса выпарки при кислотном вскрытии силикатов. 4 пр.

Изобретение относится к металлургии. Cпособ получения слитков на основе оксинитридов титана состава TiN0,35-0,7O0,4-0,6 включает сжигание титансодержащей шихты в реакторе самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в атмосфере азота под давлением 40-150 атм. В качестве титансодержащей шихты используют отход титанового производства в виде измельченного шлака огневого реза титана и его сплавов фракции минус 0,5 мм, содержащего титан, азот, кислород и механические примеси окислов титана. При использовании шлака огневого реза титана и его сплавов, содержащего более 5 вес.% механических примесей окислов титана, в шихту дополнительно вводят стружку титана или его сплавов или порошок титана в количестве 0,5-1 долей по отношению к избыточному количеству механических примесей окислов титана в шихте. Обеспечивается получение гомогенных качественных слитков на основе оксинитридов титана. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к способу переработки алюминиевых шлаков. Способ включает переработку алюминиевых шлаков в электрошлаковой печи, содержащей тигель с донным электродом - катодом и верхним электродом - анодом. В тигель электрошлаковой печи загружают криолит (Na3AlF6) и окись алюминия (Al2O3) и расплавляют, затем в полученный жидкий расплав электролита загружают порционно дробленый алюминиевый шлак - механическую смесь Al2O3 и металлического алюминия - и криолит с последующим их расплавлением и растворением в электролите, при этом плавление и растворение алюминиевого шлака происходит при температуре 1100-2000°С. Выделение жидкого металла алюминия происходит в районе донного электрода - катода, а выделение жидкого вторичного шлака в виде смеси криолита с окисью алюминия - в районе анода, после этого алюминий и вторичный шлак выгружают. Обеспечивается почти полное разделение металлической фракции и оксидной фракции алюминиевого шлака, извлечение алюминия до 99%. 2 з.п. ф-лы. 1 ил.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при переработке титансодержащего шлака на титано-алюминиевый сплав. Способ включает приготовление шихты смешением титансодержащего шлака с алюминием и кальцийсодержащим материалом, в качестве которого используют фторид кальция и кальций, или фторид кальция и оксид кальция, или фторид кальция и смесь кальция и оксида кальция, при поддержании в шихте соотношения диоксид титана:порошок алюминия:кальций и/или оксид кальция:фторид кальция по массе 1:(0,58-1,62):(0,28-1,1):(0,09-0,32), восстановительную плавку шихты при температуре 1450-1750°С и отделение сплава от шлака. Изобретение позволяет повысить качество сплава и извлечение титана в сплав, а также улучшить процесс разделения сплава от шлака. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 1 табл.

Изобретение относится к металлургии. Способ извлечения металлов из шлаков, содержащих частицы из стали или железа, с зернистостью до 150 мм включает сухое измельчение шлака, дезагломерацию, классификацию и сортировку с формированием металлической фракции и, по крайней мере, одной силикатной фракции. Измельчение и дезагломерацию производят в истирающей мельнице с бегунной дорожкой и перекатывающимися по измельчаемому слою мелющими валками. Шлак, содержащий частицы железа, предварительно подвергают восстановительной обработке и подают на измельчение в виде модифицированного шлака, содержащего железо. Измельчение и дезагломерацию проводят с учетом вида шлака, содержания металла в шлаке, степени сращения и требуемой степени чистоты металлической и силикатной фракций и размера частиц этих фракций при рабочем давлении на поверхности чаши бегунов, спроецированной относительно вертикальной поверхности среднего диаметра мелющего валка в диапазоне от 150 до 4500 кН/м2, и при сохранении формы металлических частиц. Обеспечивается износостойкое и энергоэффективное измельчение шлаков, а также их эффективная дезагломерация. 20 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх