Способ извлечения алюминия из отходов

 

Сееэ Сфеатаиин

Сециавктичееии к

Рееттубиии

O fl И С А Н И Е (1929725

И ЗОВ теЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 13.10.80(21) 3213954/22-02 с присоединением заявки М (5l)M. Кл.

С 22 В 7/00

С 22 В 21/00

Веуааретеениб квинтет

СССР ае делам нзе4ретеннй н етнритнй (23)ПриоритетОпубликовано 23.05.82.бюллетень М 19 (53) УДК 669.714..8(088.8) Дата опубликований описания 26.05.82

Л. Е. Ивановский, Г. Ф. Казанцев, В. П. baryxn4r, и И. Г. Розанов

l ..;; F и 2 : (1

Ф (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ

ИЗ ОТХОДОВ

Изобретение относится к производству вторичного алюминия и получению алюми ния. электролнтическим способом.

Композиционные материалы, содержащие алюминий, например изделия из спе5 ченных алюминиевых порошков, в отрасли переработки вторичных металлов пока не используются и практически идут в отходы.

Известен способ, согласно которому измельченный композиционный материал загружают в сосуд с сетчатым дном и этот сосуд опускают в футерованный графитовыми или синтеркоррундовыми плитами тигель из стали, в котором находится расплавленный Мс СР или KCQ при 700900 С. Выплавляюшийся А1 стекает на дно тигеля с солевой ванной (1) .

Недостатком этого способа является совместная плавка алюминия с примесями в частности железом. Алюминий будет растворять часть железа s момент плавЛения как иэ конструкции сосуда, так же иэ примесей, легкоплавкие составляюшие будут плавиться вместе с алюминием. По этому способу невозможно вьщелить арюминий, покрытый окисной пленкой, так KGK она не растворяется в хлоридах шелочных металлов.

Известен способ переработки отработавших,свой срок изделий из спеченных алюминиевых порошков, а также отходов производства этих изделий, предусматриваюший расплавление этих отходов при 1000 С, выдержку при указанной температуре, магнитную сепарацию, отстой, и полученную при атом смесь жидкого алюминия с окисью алюминия нацравляют на переработку электролизом (2g

Недостатком атого способа является то, что в процесе плавки без использования флюса при 1000 G и при выдержке происходит значительное окисление металла, на восстановление которого требуется дополнительный расход энергии при электролизе. Кроме того, технически трудно организовать магнитную сепарацию расплавленного металла, а в

При расходе 2 вес. ед. окиси алюминия на 1 вес. ед. алюминия при электролизе должно восстановиться дополнительно около 12 вес. % металла от веса загруженных отходов. Практически добавилось

85 — 74,7 =* 10,7%.

Преимушеством предложенного способа перед известным является исключение возможности дополнительного окисления при погружении отходов в электролит электролизера.

Это снижает расход анергии на электролиз окислившейся части отходов. Кроме того, исключается расход энергии на разогрев и расплавление в печах и вы3 92972 процессе выдержки и магнитной сепарации при высоких температурах неизбежно растворение железа в расплавленном алю

I минии и снижение качества металла.

Для плавки и магнитной сепарации необходимо организовать пнрометаллургический передел, что влечет за собой значительные капитальные затраты.

Е1ель изобретения — снижение расхода энергии на переработку отходов алюминиевых порошков, упрощение технологии и увеличение производительности электролнзеров, повышение качества металла.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем очистку от железа и электролитическую обработку в расплаве, перед очисткой от железа отходы измельчают до О, 110 мм. Размер частиц менее О, 1 мм приведет к окислению алюминия, а использование кусков более 10 мм приведет к длительному растворению на поверхнос ти электролита.

Для выяснения возможности переработки лома и отходов спеченных алюминиевых порошков проводят два опыта; определение возможности растворения окисной пленки и осаждение металла в криолите (пример 1 и 2); электролитическое восстановление окисной пленки и,определение чистоты металла.

Пример 1. В графитовом тигле расплавляют 150 г криолита с отношением -- — = 3. Предварительно измельа

А РР ченные изделия из спеченных алюминие35 вых порошков с диаметром от 1 до 10 мм освобождают от железа с помощью магнита и загружают в расплав криолита.

Расплав выдерживают при 960-980 С в течение 45 мин и содержимое выли-

40 вают в алундовь:й тигель, охлаждают и отделяют королек алюминия.

Из 33 г загруженных отходов в корольке металл составляет 24,5г. Извлечение составляет 74,3%. Большинство

45 окиси алюминия растворяется в криолите.

Пример 2. В графитовом тигле

Наплавляют навеску криолита с отношением Е = 3 весом 150 г. В ней

NaF

АЕ 3 растворяют 26 r предварительно измель.

50 ченных и отмагниченных отходов.

Расплав выдерживают 85 мин при

1000 — 10 10о С. После извлечения на дне тигля собирается 15,4 г алюминия.

Извлечение составляет 59%.

Снижение извлечения металла в данS5 ном опыте можно объяснить уменьшенной порцией порошков и большой раствори- мостью алюминия в криолите при повы5 4 щенной температуре, по сравнению с предыдущим опытом. На увеличение потерь на растворение влияет и увеличение времени выдержки.

Пример 3. В стакан из силипированного графита с внутренним диаметром 45 мм и высотой 100 мм загружают 175 r криолита с отношением йс(Р

= 2,8 и расплавляют. Отходы измельчают до размеров 0,1 — 10 мм, отделяют железные составляющие, загружают в расплав криолита и выдерживают. при 980 — 1000ОС в течение 10 мин.

Затем в тигель опускают анод ф 30 мм.

Общая плошадь погруженной части анода составляет 40 - 42 см .

Электролиз проводят при силе тока

11 — 12,5 А в течение 78 мин, после чего напряжение поднимается с 9 до 15 В и вспыхивает анодный аффект. Это указывает на то, что концентрация окиси: алюминия уменьшилась до 0,5 — 1,0%, т. е. практически вся растворенная окись алюминия восстановилась. Всего получают 27,5 г алюминия или 85% от загруженного.

Повышенное содержание кремния связано с тем, что применяют тигель из силицированного графита.

Использование предложенного способа позволяет снизить расход электроэнергии на переработку отходов за счет исключения дополнительного окисления алюминия, так как на электролиз идет незначительная часть энергии и требуется восстановить только окисную часть зерен алюминия. Это можно проследить, если сравнить опыт 1 и 3. При простом растворении окиси в криолите извлечение составляет 74,3%. Следовательно, около 25% веса отходов составила окись алюминия и та часть алюминия, которая растворилась в криолите.

5 929725 6 держку при высокой температуре во вре- чением на капитальный ремонт, где им@ мя отмагничивания железа. ется избыточное тепло, которое можно

Все это упрошает и удешевляет про- использовать для плавки больших разопесс, увеличивает производительность вых партий отходов s быстрейшего вы электролизеров. Исключение операции вода горячих электролизеров на нормаль .разогрева и выдержки при высокой тем- ный режим. пературе в свой очередь снижает растворимость железа и других примесей в металле эа счет взаимодействия с футеров-. Ф о р м у л а и э о б р е т е и н я кой печи, что подтверждается примером 3. 10

Содержание примесей F8,Cî,Т> не выше, Способ извлечения алюминия из отхо чем у первичного алюминия марки А-6 дов, включаюший очистку от железа и на алюминий первичный. электролитическую обработку в расплаПоскольку переработка таких отходов ве, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, на заводах вторичных металлов не орга- g с целью увеличения производительности низована, то экономический эффект мо- электролизеров, повышения качества ме» жет быть получен за счет упрошения и талла, перед очисткой от железа отходы удешевления технологии, за счет умень- измельчают до 0,1 - 10 мм. шения затрат на электролитически полу- Источники информации, чаемый алюминий при переработке мини- 0 принятые во внимание при экспертизе мально окисленных отходов по сравнению 1. Заявка Японии N 53-47313, с известным способом. кл. 10 А 121, С 22 В 21/00, Выгоднее всего загружать такие от- опублик. 27.04.78. ходы в горячоидушие электролизеры или 2. Авторское свидетельство СССР работаюшне последние дни перед к отклю- 14 256285, кл. С 22 В 21/00, 1967.

Составитель H. Коробова

Редактор. Н. Гунько Техред И.Гайду Корректор А. ГРиценко

Заказ 34 18/36 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ума ород, ул. Проектная, 4