СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ШЛАМОВОГО ПОЛЯ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ
(51) МПК: 6 С22B 7/00
Сведения о документе ▾
- (11) Номер документа
- 147
- (13) Код типа документа
- P
- (51) МПК
- 6 С22B 7/00
- (45) Дата публикации
- 16.06.1997
- Статус
- Прекратил действие
Заявка ▾
- (21) Рег. номер заявки
- 94000158
- (22) Дата подачи заявки
- 29.12.1994
Лица ▾
- (71) Заявитель(и)
- Институт химии им.В.И. Никитина АН Республики Таджикистан (TJ)
- (72) Автор(ы)
- Гатина Роза Фатыховна (TJ), Башилова Лариса Сабировна (TJ), Мирсаидов Ульмас (TJ), Са-фиев Хайдар (TJ), Курохтин Анатолий Никанорович (TJ), Алиджанов Фархот Нигматович (TJ), Бабаев Садридин Бабаевич (TJ)
- (73) Патентообладатель(и)
- Институт химии им.В.И. Никитина АН Республики Таджикистан (TJ)
Реферат
Использование: переработка отходов производства алюминия. Сущность изобретения: способ позволяет выделить полезные составляющие путем превращения сульфатов в карбонаты натрия и калия, а флотированием отделить уголь от фторидов. Шлам алюминиевого произ-водства обрабатывают водой, упаривают досуха и спекают с углем и карбонатом кальция. Утилизация отходов шламового поля ведет к улучшению экологической обстановки, созда-нию безотходного производства, расширению сырьевой базы, снижению энергоемкости и стоимости процесса. 5 з.п. ф-лы,1табл.
Формула изобретения
1. Способ переработки отходов шламового поля производства алюминия, содержащих сульфаты, включающий спекание с углем и карбонатом кальция, отличающийся тем, что перед спеканием шлам обрабатывают водой при 25-800С до отсутствия в промывных водах иона натрия, раствор упаривают досуха, а после спекания карбонаты натрия и калия экстра-гируют водой.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при спекании соотношение угля, карбоната кальция и шлама составляет 1:0,2:1,5.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что спекание ведут при 800-9500С в течение 30-120 мин.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что твердый остаток после экстракции спеки водой, представляющий собой чистый сульфид кальция, используют в качестве химического реактива.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после обработки шлама водой не растворимую в воде часть твердого шлама подвергают флотации для отделения фторидов от угля с последующим применением фторидов в производстве алюминия.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что уголь, полученный после флотации, используют в качестве сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов или в качестве исходного реагента по п. 2.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при спекании соотношение угля, карбоната кальция и шлама составляет 1:0,2:1,5.
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что спекание ведут при 800-9500С в течение 30-120 мин.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что твердый остаток после экстракции спеки водой, представляющий собой чистый сульфид кальция, используют в качестве химического реактива.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после обработки шлама водой не растворимую в воде часть твердого шлама подвергают флотации для отделения фторидов от угля с последующим применением фторидов в производстве алюминия.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что уголь, полученный после флотации, используют в качестве сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов или в качестве исходного реагента по п. 2.
Описание
Изобретение относится к способам переработки отходов производства алюминия.
Целью изобретения – создание безотходного производства, улучшение экологической среды, выделение из отходов полезных составляющих, расширения сырьевой базы и снижения энергоемкости и стоимости процесса при переработке отходов шламового поля производства алюминия.
Известен способ переработки шламовых отходов производства алюминия Кировобадского алюминиевого завода, где учитывался состав шламового поля, состоящий в основном из глинозема, оксида железа. Поэтому отходы шламового поля Кираза используют для производства цемента и строительных растворов (1).
Отходы шламового поля Таджикского алюминиевого завода состоят в основном из сульфатов натрия и калия. Одной из главных задач является их переработка в полезные составляющие, т.е. в карбонаты натрия и калия. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфатов в карбонаты методом Леблана (2)
М2SO4+2C+CaCO3 M2CO3+2CO2+CaS (1)
где М = Na и К.
Однако этот способ требует применения высоких температур – 12000С.
Поставленная цель достигается тем, что шлам обрабатывается водой при температуре 25-800С, до отсутствия в промывных водных ионов натрия, экстракт упаривается досуха и затем его спекают с углем и карбонатом кальция при 800-9500С 30-180 мин. Полученные карбонаты натрия и калия экстрагируют водой. Первичная экстракция шлама водой при 25-800С обусловлено тем, что в интервале этих температур наиболее полно происходит переход в раствор сульфатов натрия и калия.
Спекание шлама с углем и карбонатом кальция по уравнению 1 в отношении 1:0,2:1,5 необходимо для полной конверсии сульфатов натрия и калия в карбонаты. При меньшем количестве угля и карбоната реакция не идет до конца. Плавление ведут при 800-9500С и этот температурный интервал является оптимальным. В табл. 1 приведены результаты опытов.
Пример. 70 г шлама обрабатывают водой при 400С до отсутствия в фильтрате сульфатов натрия и калия. Экстракт упаривают досуха. 100 г полученного сухого экстракта смешивают с 20 г угля и 150 г карбоната кальция, смесь спекают при 9000С 90 мин. Выход 95%; степень конверсии сульфатов в карбонаты натрия и калия 98%. Продукт перекристаллизовывают из воды, получая карбонаты натрия и калия. Нерастворимую в воду часть твердого шлама (70 г) подвергают флотации для отделения фторидов от угля, получая при этом 40 г угля и 30 г криолита Na3AlF6.
Предлагаемым способом можно переработать отходы шламового поля алюминиевого производства, содержащие сульфаты, в необходимые производству карбонаты натрия и калия, а фторирование разделить нерастворимую часть на уголь и криолит. Утилизация отходов ведет к улучшению экологической обстановки и освобождению огромных площадей земли для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, предлагается использовать продукты переработки взамен традиционных сырьевых материалов, что значительно позволит экономить топливно-энергетические ресурсы и транспортные средства.
Целью изобретения – создание безотходного производства, улучшение экологической среды, выделение из отходов полезных составляющих, расширения сырьевой базы и снижения энергоемкости и стоимости процесса при переработке отходов шламового поля производства алюминия.
Известен способ переработки шламовых отходов производства алюминия Кировобадского алюминиевого завода, где учитывался состав шламового поля, состоящий в основном из глинозема, оксида железа. Поэтому отходы шламового поля Кираза используют для производства цемента и строительных растворов (1).
Отходы шламового поля Таджикского алюминиевого завода состоят в основном из сульфатов натрия и калия. Одной из главных задач является их переработка в полезные составляющие, т.е. в карбонаты натрия и калия. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфатов в карбонаты методом Леблана (2)
М2SO4+2C+CaCO3 M2CO3+2CO2+CaS (1)
где М = Na и К.
Однако этот способ требует применения высоких температур – 12000С.
Поставленная цель достигается тем, что шлам обрабатывается водой при температуре 25-800С, до отсутствия в промывных водных ионов натрия, экстракт упаривается досуха и затем его спекают с углем и карбонатом кальция при 800-9500С 30-180 мин. Полученные карбонаты натрия и калия экстрагируют водой. Первичная экстракция шлама водой при 25-800С обусловлено тем, что в интервале этих температур наиболее полно происходит переход в раствор сульфатов натрия и калия.
Спекание шлама с углем и карбонатом кальция по уравнению 1 в отношении 1:0,2:1,5 необходимо для полной конверсии сульфатов натрия и калия в карбонаты. При меньшем количестве угля и карбоната реакция не идет до конца. Плавление ведут при 800-9500С и этот температурный интервал является оптимальным. В табл. 1 приведены результаты опытов.
Пример. 70 г шлама обрабатывают водой при 400С до отсутствия в фильтрате сульфатов натрия и калия. Экстракт упаривают досуха. 100 г полученного сухого экстракта смешивают с 20 г угля и 150 г карбоната кальция, смесь спекают при 9000С 90 мин. Выход 95%; степень конверсии сульфатов в карбонаты натрия и калия 98%. Продукт перекристаллизовывают из воды, получая карбонаты натрия и калия. Нерастворимую в воду часть твердого шлама (70 г) подвергают флотации для отделения фторидов от угля, получая при этом 40 г угля и 30 г криолита Na3AlF6.
Предлагаемым способом можно переработать отходы шламового поля алюминиевого производства, содержащие сульфаты, в необходимые производству карбонаты натрия и калия, а фторирование разделить нерастворимую часть на уголь и криолит. Утилизация отходов ведет к улучшению экологической обстановки и освобождению огромных площадей земли для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, предлагается использовать продукты переработки взамен традиционных сырьевых материалов, что значительно позволит экономить топливно-энергетические ресурсы и транспортные средства.
(56) Документы, цитированные в отчёте
Николаев Л.А. Неорганическая химия. - М.: Просвещение, 1982, с.505.