Способ получения алюминиевой крупки из алюминиевых отходов и алюминиевая крупка, полученная с применением данного способа

Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке алюминиевых отходов, таких как бывшая в употреблении алюминиевая тара из-под напитков и продуктов, и может быть использовано для получения вторичных алюминиевых сплавов, алюминиевых раскислителей для выплавки сплавов, в том числе сталей. Способ включает дефрагментации пакетированных алюминиевых отходов до размера частиц с фракционным составом +50-100 мм, магнитную сепарацию вторичного алюминиевого сырья для удаления магнитной фракции, магнитно-вихретоковую сепарацию, дефрагментацию до размера частиц с фракционным составом +5-30 мм, термическую очистку при температуре 400-625°С и удаление пылевидных продуктов. В результате получают алюминиевую крупку с содержанием алюминия в количестве, большем или равном 95% с фракционным составом +5-30 мм, которую можно использовать в качестве раскислителя стали. Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки алюминиевой крупки, однородности ее химического состава и, получение алюминиевой крупки с содержанием алюминия не менее 95%. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к вторичной переработке алюминиевых отходов и бывшей в употреблении пакетированной алюминиевой тары, такой, как бывшая в употреблении алюминиевая тара из-под напитков и продуктов, и может быть использовано для получения вторичных алюминиевых сплавов, алюминиевых раскислителей для выплавки сплавов, в частности для сталей, и т.д.

Известен способ получения алюминиевых чешуек различной степени дисперсности из алюминиевых банок из-под напитков посредством последовательного четырехстадийного измельчения и магнитной сепарации, с возможностью фракционной классификации. При этом органические загрязнения отделяются вместе с фракцией -0,2 мм, образующейся на четвертой стадии в агрегате истирающего действия (RU 2214461, C22B 7/00, публикация 20.10.2003).

Недостатками известного способа являются:

- отсутствие возможности удаления из обрабатываемого материала загрязнений из цветных металлов и немагнитных черных металлов;

- отсутствие возможности удаления органических загрязнений на первых трех стадиях измельчения и вследствие этого невозможность полной очистки материала от органических загрязнений;

- высокая продолжительность цикла, снижающая производительность установки и повышающая энергозатраты.

Известен способ подготовки алюминиевой банки из-под напитков, заключающийся в дроблении сырья и его магнитной сепарации (JP 01-287231, С22В 21/06, публикация 17.11.1989).

Недостатками известного способа являются:

- отсутствие возможности удаления загрязнений цветными металлами и немагнитными черными металлами;

- отсутствие возможности удаления органических загрязнений.

Известен способ переработки алюминиевых банок из-под напитков, заключающийся в обжиге при температуре 400-600°С с последующим дроблением (Заявки Японии 5067687, 2807740).

Недостатками способов являются:

- отсутствие возможности удаления твердых продуктов обжига (сажи), образующихся внутри банки;

- отсутствие возможности удаления загрязнений цветными металлами и немагнитными черными металлами.

Наиболее близким к предложенному изобретению является способ комплексной переработки тонких форм алюминиевых отходов. Способ включает магнитную сепарацию сырья, его измельчение до фракции 10-26 мм, термическую очистку для удаления органических загрязнений путем обжига при температурах 600-1200°С, окончательное измельчение до фракции - 4 мм и удаление пыли на каждой стадии процесса (RU 2375472, С22В 7/00, публикация 10.12.2009). Из указанного источника известен также материал, полученный при переработке алюминиевых отходов.

Недостатками известного способа являются:

- отсутствие возможности удаления неорганических неметаллических загрязнений;

- отсутствие возможности удаления загрязнений цветными металлами, такими как медь, олово, свинец и т.п., постоянно присутствующими в исходном сырье и немагнитными черными металлами;

- возможность подплавления тонких форм алюминиевых отходов при температурах обжига;

Алюминиевую крупку, полученную известным способом, нельзя использовать в качестве раскислителя, так как присутствие в полученном материале металлических загрязнений из цветных металлов и сплавов из-за отсутствия возможности очистки от них, оказывают, в основном, негативное влияние на физические и технологические свойства получаемых сплавов. Так, например, введение полученной известным способом металлической крупки в расплав при выплавке стали приводит к снижению ее хладноломкости и отрицательно влияет на качество поверхности стальной заготовки при ее горячей обработке.

Отсутствие возможности очистки материала от загрязнений неметаллическими неорганическими включениями, такими как SiO₂, оказывает отрицательное влияние на пластические характеристики и износостойкость многих сплавов, в том числе и сталей. В определенных случаях неметаллические оксидные включения могут привести к возникновению таких дефектов, как пористость, точечная неоднородность.

Присутствие неорганических загрязнений в конечном продукте, приводит к повышению расхода материала, а мелкофракционная составляющая -0,5 мм, выносимая восходящими потоками из зоны обработки в атмосферу производственного помещения, ухудшает экологическую обстановку.

Задачей изобретения является разработка способа производства высококачественного материала высокой чистоты, представляющего собой алюминиевую крупку, из вторичного алюминиевого сырья, в частности из бывшей в употреблении алюминиевой тары, с возможностью устранения перечисленных выше недостатков.

Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки алюминиевой крупки, однородности ее химического состава и получение алюминиевой крупки с содержанием алюминия не менее 95%.

Технический результат достигается тем, что в способе получения алюминиевой крупки из вторичного алюминиевого сырья, включающем магнитную сепарацию вторичного алюминиевого сырья для удаления магнитной фракции, дефрагментацию, термическую очистку и удаление пылевидных продуктов, в качестве вторичного алюминиевого сырья используют пакетированные алюминиевые отходы, которые перед магнитной сепарацией подвергают дополнительной дефрагментации до размера частиц с фракционным составом +50-100 мм, после удаления магнитной фракции проводят магнитно-вихретоковую сепарацию, дефрагментацию осуществляют до размера частиц с фракционным составом +5-30 мм, а термическую очистку проводят при температуре 400-625°С. При этом в качестве пакетированных алюминиевых отходов можно использовать бывшую в употреблении алюминиевую тару, а термическую очистку - проводить в барабанной газовой печи.

Технический результат достигается также тем, что в результате осуществления заявленного способа получают алюминиевую крупку с содержанием алюминия в количестве, большем или равном 95% с фракционным составом +5-30 мм.

Полученную алюминиевую крупку можно использовать в качестве материала-раскислителя, в частности для раскисления сталей.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Предварительное дробление пакетированного материала до размера частиц с фракционным составом +50-100 мм позволяет в процессе последующей двухстадийной сепарации осуществить более качественную очистку от существующих загрязнений. Проведение дополнительной сепарации на магнитно-вихретоковом сепараторе позволяет удалить на этой стадии цветные металлы, немагнитные черные металлы, неорганические металлические загрязнения и частично очистить материал от механических органических загрязнений, которые окончательно удаляются на стадии термической очистки в газовом сушильном барабане при температуре 400-625°С совместно с лакокрасочным покрытием. Остающиеся в результате двойной дефрагментации пылевидные продукты фракции <0,5 мм удаляются посредством раздельных систем аэросепарации, работающих в комплексе с дробильным оборудованием и сушильным барабаном.

Способ производства был реализован на ООО «Всеволожский завод алюминиевых сплавов».

В качестве исходного материала использовали пакетированную алюминиевую тару, которую последовательно пропускали через ударную дробилку, в которой алюминиевую тару разрушали до фракции +50-100 мм, магнитный сепаратор, в котором удаляли магнитную фракцию, магнитно-вихретоковый сепаратор, в котором удаляли цветные металлы, неорганические загрязнения, в том числе и SiO₂, немагнитную фракцию черных металлов и частично органические загрязнения, далее на дезинтеграторе, в качестве которого использовали молотковую дробилку, проводили дальнейшую дефрагментацию до фракции +5-30 мм, затем удаляли остаточные органические загрязнения в сушильном барабане при температуре 425-625°С. Пылевидные фракции, размером <0,5 мм удаляли на стадии дефрагментации и удаления органического засора в сушильном барабане посредством аэросепарации.

В результате была получена алюминиевая крупка с фракционным составом +5-30 мм и содержанием алюминия не менее 95%. Использование полученной алюминиевой крупки для раскисления стали (10Г2ФБ (У,Ю), 12Г2СБ), показало, что полученная сталь обладает высокими физическим и технологическими свойствами.

1. Способ получения алюминиевой крупки из вторичного алюминиевого сырья с содержанием алюминия не менее 95%, включающий магнитную сепарацию вторичного алюминиевого сырья для удаления магнитной фракции, дефрагментацию, термическую очистку и удаление пылевидных продуктов, отличающийся тем, что в качестве вторичного алюминиевого сырья используют пакетированные алюминиевые отходы, которые перед магнитной сепарацией подвергают дополнительной дефрагментации до размера частиц с фракционным составом +50-100 мм, после удаления магнитной фракции проводят магнитно-вихретоковую сепарацию, а дефрагментацию осуществляют до размера частиц с фракционным составом +5-30 мм, при этом термическую очистку проводят при температуре 400-625°C.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическую очистку осуществляют в барабанной газовой печи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве пакетированных алюминиевых отходов используют бывшую в употреблении алюминиевую тару.

4. Алюминиевая крупка, отличающаяся тем, что она получена способом по любому из пп. 1-3.

5. Алюминиевая крупка по п. 4, отличающаяся тем, что она представляет собой частицы, имеющие фракционный состав +5-30 мм.

6. Применение алюминиевой крупки по п. 4 в качестве материала для раскисления сталей.