Производство алюминия из вторичного сырья
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
сплава) в шлаке может меняться от 30 до 95 % (по массе) в зависимости от многих факторов: состава сплава, метода получения расплава, аккуратности удаления шлака. iитается, что в шлаке остается 1-2 % общего количества расплавленного алюминия.
В силу высокого содержания алюминия в шлаке и постоянного характера потерь делаются попытки перерабатывать шлак с целью максимального выделения алюминия. Обычно применяемые методы включают сбор, измельчение, сортировку и последующее плавление с использованием солевых флюсов.
Флюсы как правило представляют собой смесь хлористого натрия и хлористого калия с небольшим количеством (1-5%) криолита. Флюс смешивается со шлаком, загружается во вращающиеся печи, нагреваемые выше температуры плавления алюминия и флюса. Солевой флюс эффективно смачивает неметаллические компоненты шлаками способствует отделению алюминия от неметаллических фракций. Расплавленный металл сливается из печей, а остаток направляется в отвал. Практикуется выброс остатков в тех местах, где позволяет рельеф местности.
Заводы по производству и переработке алюминия в США в результате переработки алюминийсодержащих шлаков производят более 200 000 т солевого остатка ежегодно. Выброс этих остатков в окружающую среду вызывает серьезную критику, так как грунтовые воды выщелачивают соли из остатка. Кроме того, использование солевых флюсов приводит к образованию корродирующих паров, которые необходимо подвергать очистке.
Предложены различные процессы для выделения алюминия из печного шлака; процессы с использованием флюсования, бесфлюсовые процессы выделения; процессы, в которых шлаковые съемы используются без дополнительной переработки в различных металлургических процессах.
Процесс, предложенный Д. Монтанья (патент США 3999980, 28 декабря 1976 г., Министерство внутренних дел США), предназначен для выделения алюминия из отходов производства, например шлаков, а также консервных банок и другой упаковки, без использования флюсов путем нагревания выше температуры плавления алюминия, но ниже 800 С в атмосфере, инертной к расплавленному алюминию. После полного расплавления алюминия нагреваемые материалы аккуратно перемешиваются для агломерации расплавленного алюминия и осаждения его на дне сосуда. После этого алюминий удаляется, в печи остается инертный остаток. В качестве инертного газа обычно используют аргон. Схема такого процесса показана на рис. 4.
Шлак, получаемый при переработке расплавленного алюминия 1, подвергается размельчению в устройстве 2 (например, в барабанном измельчителе). Эта стадия может быть опущена, если шлак находится в виде мелких гранул, без больших комков, которые могут затруднить проведение последующих операций. Размолотый шлак с размером частиц около 5 см подается по линии 3 в плавильную печь 4. Печь может обогреваться любым типом топок, обеспечивающих температуру 750С, и должна иметь конструкцию, позволяющую создавать защитный слой инертного газа - аргона, вводимого по линии 5 в процессе нагревания.
Кроме того, печь должна иметь устройство для аккуратного перемешивания шлака после расплавления алюминия. Перемешивание может осуществляться лопастной мешалкой из стали, покрытой защитным слоем карбида кремния, перемещающейся вертикально от верхней к нижней части печи. При использовании такой конструкции скорость вращения составляет 5-20 об/мин.
Возможно противоположное решение, когда перемешивание создается вращением самой печи. Перемешивание должно продолжаться до полной агломерации алюминия в расплавленную глобулу и сбора всей массы металла на дне печи. Как правило достаточно 2-15 мин для выполнения этой операции.
После измельчения и истирания по линии 9 шлак подается на просеивание 10, где делится на мелкую и крупную фракции. Мелкая фракция, представляющая собой в основном оксид алюминия, удаляется из процесса. Грубая фракция 12 содержит значительное количество алюминия и возвращается в печь для дополнительного выделения металла. Можно проводить этот процесс без размола, просеивания и стадии рециклизации, но это снижает общий выход алюминия.
В процессе, предложенном П. Н. Папафингосом и Р. Т. Лэнсом (патент США 4030914, 21 июня 1977 г., фирма Алумакс Милл Прод акте Инк.), алюминиевый шлак, окалина и съемы с расплава подвергают плавлению в присутствии флюсов, содержащих хлориды натрия или калия, или их смесь в комбинации с хлоридом кальция, доля которого в составе флюса может изменяться от 1 до 50%.
Удаление алюминиевого шлака происходит вместе со значительным количеством расплавленного алюминия, большая часть которого включена в массу шлака и предохраняется от дальнейшего окисления. Часть металлического алюминия, однако, находится на поверхности комков и подвержена действию воздуха. В процессе удаления шлака из печи при температуре 650 С металлический алюминий, вступающий в контакт с воздухом, подвергается быстрому окислению. Так как в процессе окисления выделяется тепло, при работе с расплавленным и палурасплавлен-иым алюминием возникает пламя, эта реакция называется алюминотермией.
Существующие методы работы с алюминием включают процессы, использующие алюминотермию для создания высокой температуры. При этом создаются благоприятные условия для стекания алюминия и отделения его от массы шлака. Известны также процессы, в которых используется охлаждение, позволяющее освободить включения металлического алюминия из массы шлака.
При использовании методов алюминотермии, помим
Copyright © 2008-2013 studsell.com рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение