СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕГРАФИТОВЫХ ОТХОДОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам переработки углеграфитовых отходов производства алюминия.
Способ позволяет посредством двухстадийной обработки отработанных бортовых и катодных блоков получить графит, компоненты шихты для производства глинозема и стекла, раствор газоочистки и алюможелезный коагулянт

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к способам переработки углеграфитовых отходов производства алюминия.
Целью изобретения является утилизация угле-графитовых отходов алюминиевого производства – отработанных бортовых и катодных блоков электролизеров.
Сущность изобретения заключается в двухстадийной обработке углеграфитовых отходов для получения графита, компонентов шихты для производства глинозема и стекла, раствора газоочистки и алюможелезного коагулянта за счет извлечения сорбированных в процессе эксплуатации электролизера примесных ком-понентов.
На первой стадии водной обработкой извлекают водорастворимые соли (Na2СО3, Na2SO4 и NaF), на второй стадии кислотным разложением извлекают остаточные примеси – соли и оксиды металлов: Al, Fe, Ti, Si, Ca, Mg и др.
На основании полученных экспериментальных результатов разработана принципиальная технологическая схема переработки отработанных бортовых и катодных блоков (фиг.).
Отработанные бортовые и катодные блоки измельчают до размера фракции менее 0,5 мм, обрабатывают водой комнатной температуры в течение 30-60 мин. при соотношении Т:Ж в интервале от 1:2 до 1:5 и фильтруют. Фильтрат (содосульфатнофторидный раствор) без дополнительной обработки можно использовать в системах газоочистки, выделенные из содосульфатнофторидного раствора соли – в составе шихты для производства глинозема и стекла. Твердый углеродсодержащий осадок подвергают кислотному разложению в кипящем 5%-ном растворе HCl в течение 20-40 мин. при соотношении Т:Ж от 1:2 до 1:3, фильтруют, осадок высушивают. Выделенный в результате фильтрации и сушки сухой остаток представляет собой графит с зольностью 3-5%, пригодный для изготовления электроугольных изделий. Фильтрат (солянокислый раствор), содержащий смесь хлоридов алюминия и железа, может быть использован в качестве коагулянта для очистки воды.
Пример:
2 навески проб – отработанных бортовых и катодных блоков, по 50 г каждая, измельченных до размера фракций менее 0,5 мм, обрабатывали при перемешивании 200 мл дистиллированной воды при комнатной температуре в течение 30 мин. и фильтровали. В результате из отходов бортовых и катодных блоков было извлечено (после выпаривания и сушки фильтрата) соответственно 9,40 г (18,80%) и 7,80 г (15,60%) минеральных солей. Твердый углеродсодержащий осадок обеих проб обрабатывали в течение 30 мин. горячим раствором 5%-го HCl при соотношении Т:Ж = 1:3 (30 и 25 мл соответственно). Выход кислоторастворимых соединений из бортового и катодного блоков составил соответственно 3,40 г (6,80%) и 6,20 г (12,40%). Зольность полученных графитовых порошков после водной и кислотной обработки находится на уровне 3,30-4,19%. Результаты анализов приведены в табл.1.


Таблица 1
Сводная таблица результатов переработки углеграфитовых отходов

Проба Водная обработка Кислотное разложение Золь-ность,
% Σ,

%
Углеродсодержащие
материалы Минераль-
ные соли
Углеродсодер-жащие
материалы Минераль-
ные соли

г % г % г % г %

Бортовой
блок

38,90
77,80
9,40

18,80

35,10

70,20

3,40

6,80

4,19

99,99

Катодный
блок
41,04
82.08
7,80
15,60
34,10
68,20
6,20
12,40
3,30
99,50

Предложенный способ экономически выгоден, экологически привлекателен и позволяет осуществить переработку содержимого склада твердых отходов ГУП «ТАлКо» путем практически полной очистки отработанных бортовых и катодных блоков электролизеров от различных включений. Полученный при этом графит имеет высокую чистоту, соответствующую требованиям ГОСТ 17022-81 «Графит. Типы, марки и общие технические требования», и относится к графитам марок ЭУЗ-II и ЭУТ-II для производства электроугольных изделий. Извлеченные из отходов на разных стадиях процесса компоненты можно использовать в качестве раствора газоочистки алюминиевого производства, алюможелезного коагулянта для очистки воды и сырья для производства глинозема и стекла.