Патент на изобретение №2171853
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННОЙ ФУТЕРОВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ
(57) Реферат: Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству алюминия и глинозема, и может быть использовано при утилизации кирпичной футеровки демонтированных электролизеров. Способ предназначен для переработки отработанной кирпичной футеровки демонтированных электролизеров алюминиевого производства с нейтрализацией растворимых фторидов, цианидов, выделением (извлечением) соединений алюминия, щелочных металлов, полезным использованием углерода и улучшением экологического состояния окружающей среды. Отработанную футеровку алюминиевых электролизеров, содержащую менее 30% углерода в измельченном виде в смеси с известняком, вводят в качестве добавки в сырьевую глинозем-соду-известняксодержащую пульпу глиноземного производства, включающего передел спекания; подвергают тепловой обработке в печи спекания с получением спекшейся массы-спека. Добавку берут в количестве 1-20 мас.% Полученный спек подвергают гидрохимической обработке по известным способам глиноземного производства для извлечения оксидов алюминия и щелочных металлов в виде глинозема, соды, поташа. Оставшийся после гидрохимической обработки шлам – твердый остаток в зависимости от состава направляют на производство цемента, силикатного кирпича (белитовый шлам), дорожное строительство. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству глинозема и алюминия, и может быть использовано для переработки (утилизации) отработанной футеровки (выбойка катодной части, бетонные днища электролизеров, шамотная засыпка, кирпич красный, подушка, цокольный кирпич и пр.), демонтированных электролизеров алюминиевого производства (далее, поскольку содержание оксидов кремния и алюминия в ней в среднем превышает 50% – кирпичная футеровка). В настоящее время на предприятиях алюминиевой промышленности России ежегодно образуется и вывозится в отвал или складируется в накопителях более 200 тыс. тонн кирпичной футеровки демонтированных электролизеров, содержащей в основном соединения кремния, алюминия, натрия, фтора, а также углерод и примеси, в частности, цианидов. Известен способ обработки путем теплового удара отработанной футеровки алюминиевых электролизеров по патенту Франции N 2664297, кл. C 25 C 7/00, опубликованному 10.01.92, заключающийся в том, что измельченную отработанную футеровку, содержащую кремне-алюминиевые и углеродные продукты, пропитанные фтористыми соединениями подвергают обработке тепловым ударом в смеси с минеральной порошкообразной добавкой, способной связывать при нагревании, возможно, при расплавлении, фтористые соединения с образованием новых устойчивых и нерастворимых соединений, таких как фторид кальция, двойные, тройные или четвертичные соединения NaF, CaF2, SiO2, Al2O3, CaSO4, Na2SO4, типа нефелина и др. Недостатком этого способа является его воздействие на футеровку только с целью перевода растворимых соединений фтора, содержащихся в ней, в новые устойчивые и нерастворимые соединения и направление переработанной футеровки в большем (за счет минеральной добавки), чем первоначально, объеме на захоронение. Известен способ удаления токсичных веществ из отработанной футеровки алюминиевых электролизеров в смеси известковой суспензии посредством ее термообработки, гашения известковым шламом и послепечной обработки, по патенту США N 5164174, кл. C 01 B 7/20, опубликованному 17.11.92. Этот способ создает условия для более полного удаления (разложения) цианидов и снижения содержания выщелачиваемых фторидов в материале путем его обработки после термической обработки известковой суспензией. Недостатком данного способа также является его узкое специализированное воздействие на цианиды и фториды, не решая вопросов комплексного извлечения и использования таких основных компонентов футеровки как соединения алюминия, кремния, натрия; сложность аппаратурного оформления. Известен (по патенту РФ N 2103392, кл. C 22 B 7/00, опубликованному 27.06.96) способ термической обработки измельченной использованной футеровки алюминиевых электролизеров в смеси с порошкообразной минеральной добавкой, способной в газовом потоке при высокой температуре соединяться с плавлением или без него с пропитывающими футеровку растворимыми фтористыми соединениями с образованием новых устойчивых и нерастворимых соединений. При нагреве частиц до 400-750oC происходит также разложение (нейтрализация) цианидов. После охлаждения частиц и осаждения их из газового потока содержание выщелачиваемых цианидов в продукте уменьшается в сто раз, а содержание выщелачиваемого фтора не превышает 0,2%. Этот способ принят за прототип. Недостатком этого способа, как и первых двух, является его направленность на нейтрализацию цианидов и растворимых соединений фтора, увеличение за счет минеральной добавки общей массы отходов, получение в основном экологического эффекта при значительных материальных затратах. Технической задачей является обеспечение комплексной переработки отработанной футеровки демонтированных электролизеров с извлечением из нее ценных компонентов – оксидов алюминия, щелочных металлов, нейтрализацией цианидов, растворимых фторидов, использованием в технологическом процессе углерода футеровки, использованием оставшегося после извлечения ценных компонентов и углерода шлама в производстве цемента, силикатного кирпича или дорожном строительстве; улучшение экологического состояния окружающей среды. Технический результат достигается тем, что отработанную футеровку алюминиевых электролизеров, содержащую менее 30% углерода измельчают до крупности менее 1 мм в смеси с минеральной массой, например, известняком, и полученную смесь в количестве 1-20% сухой массы вводят в качестве добавки в сырьевую глинозем-соду-известняксодержащую пульпу глиноземного производства перед подачей ее на термическую обработку в печь спекания, совмещая таким образом термическую обработку отработанной футеровки с термической обработкой пульпы глиноземного производства. Компоненты, содержащиеся в отработанной футеровке, проходят переработку совместно с глиноземсодержащим спеком на всех последующих гидрохимических переделах глиноземного производства. Минеральная добавка в виде известняка может быть введена в глиноземсодержащую пульпу на стадии ее приготовления. Известняк вводят в количестве, достаточном для связывания оксида кремния и фтора добавки – футеровки в двукальциевый силикат и фторид кальция или куспидин – CaF2 ![]() ![]() Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 12.05.2005
Извещение опубликовано: 20.04.2006 БИ: 11/2006
|
||||||||||||||||||||||||||