Гидрометаллургические методы переработки солевых алюмосодержащих шлаков

Заключение

Гидрометаллургические процессы обладают рядом преимуществ перед остальными способами переработки, а именно: обеспечение высокого извлечения ценных компонентов из бедного сырья с минимальными затратами реагентов в простой аппаратной схемой с применением низких температур. Таким образом, происходит снижение вредного воздействия на атмосферу, создание лучших условий труда (снижается пыление и температура в производственных помещениях).
Гидрометаллургические методы позволяют перерабатывать даже самые мелкодисперсные солевые шламы, которые составляют основную массу отвалов на полигонах хранения отходов. Объемы таких отвалов на сегодняшний день достигли совершенно немыслимых пределов, а экологический ущерб от них исчисляется миллионами. Все это приносит огромные материальные потери н ...

Содержание

стр
Введение 3

1. Соляные алюмосодержащие шлаки 5
2. Общие аспекты гидрометаллургических методов переработки 7
3. Детальное изучение гидрометаллургического способа переработки солевых алюмосодержащих шлаков 9
4. Исследование роли гидрометаллургических методов переработки алюмосодержащих шламов 18
5. Методика определения алюминия в шлаке методом фотометрии 20

Заключение 25
Список использованной литературы 26

Введение

В условиях современных производственно-экологических отношений технологии переработки отходов, содержащих металлические компоненты, приобретает особое значение. Человечество, изначально избравшее путь потребительского отношения к природным богатствам, наконец-то одумалось и пытается придерживаться политики сохранения хотя бы той малой толики ресурсов, что у него осталась. В этом ему на помощь приходят всевозможные достижения научного прогресса, которые полностью соответствуют предъявляемым высоким требованиям.
Но насколько бы не продвинулась далеко наука и техника, насколько бы не был высок уровень технологических решений, солевые алюмосодержащие шлаки по-прежнему остаются наиболее тяжёлым сырьем для извлечения металлического алюминия, что обусловлено их структурой, а также побоч ными продуктами, образующимися в результате их переработки. Однако, это не останавливает процессы разработки методов извлечения алюминия, которые давно перешли из стадии научных проектов в стадию производственного внедрения, благодаря, высокому спросу и постоянным преобразованиям.
В данной работе будут рассмотрены гидрометаллургические способы переработки солевых алюмосодержащих шлаков. Согласно, статистическим данным гидрометаллургические методы переработки шлаков обладают целым рядом преимуществ. Например, они обладают повышенной эффективностью, в отличии от других методов, используемых в работе с алюмосодержащими шлаками. К тому же, они практически не оказывают влияние на состояние окружающей среды, что полностью соответствует концепции современного экологического развития человечества.
Актуальность работы можно сформулировать как расширение кругозора в вопросе наиболее эффективных и безопасных методов переработки солевых алюмосодержащих шлаков.
Цель работы – определяется исследованием технологических особенностей гидрометаллургических методов переработки солевых алюмосодержащих шламов.
Задачи работы:
 рассмотреть понятие «солевые алюмосодержащие шламы»;
 охарактеризовать способы их переработки;
 подробно рассмотреть гидрометаллургические методы переработки с рассмотрением конкретного примера.

В цилиндрическом реакторе перерабатывали отсев шлака фракции - 3 мм, остающийся после обогащения шлака путем его дробления и рассева на фракции (хранение отсева шлака осуществлялось в условиях отсутствия контакта с влагой). Эта фракция обычно не используется для дальнейшей переработки и идет на захоронение.
В результате переработки 10 тонн отсева шлака заявленным способом получено:
оксидной составляющей - 5,3 тонны;
алюминиевого концентрата - 3,2 тонны;
солевой составляющей - 3,2 тонны.
Из алюминиевого концентрата в тигельной печи было выплавлено 1520 кг металлического алюминия. Состав полученных компонентов в процентах, определяемый рентгенофазовым анализом, представлен в таблице 2. [3]
Таблица 2
Состав полученных компонентов
Вид продукта
Al корольки
Al дисперсный
AlN
Al2O3
Шпинель
Др.оксиды
соли
Исходный шлак
12
20
10
6
14
11
27
Отожженный шлак
19
45
35
1
Алюминиевый концентрат
53
22
16
6
3
Солевая смесь
5
5
3
1
86
Полученные в результате переработки отсева шлака данные близки к результатам, полученным при переработке шлака от роторной наклонной печи.
В цилиндрическом реакторе перерабатывали пылеобразный шлам газоочистки печи для плавки алюминиевых отходов (хранение шлама осуществлялось в условиях отсутствия контакта с влагой). Такой шлам не имеет применения и идет только на захоронение.
Для исключения пылеобразования и уноса неотожженной пыли в систему пылеулавливания шлам предварительно фасовался в пластиковые мешки, скорость вращения реактора снижали до 0,5 об/мин, а подачу воздуха осуществляли самотоком за счет естественной тяги.
В результате переработки 10 тонн шлама получено:
оксидной составляющей - 5,8 тонны;
алюминиевого концентрата - 1,8 тонны;
солевой составляющей - 3,6 тонны.
Из алюминиевого концентрата в тигельной печи было выплавлено 870 кг металлического алюминия.
Состав полученных компонентов в процентах, определяемый рентгенофазовым анализом, представлен в таблице 3. [12]
Таблица 3
Состав полученных компонентов
Вид продукта
Al корольки
Al дисперсный
AlN
Al2O3
Шпинель
Др.оксиды
соли
Исходный шлак
18
5
9
10
27
31
Отожженный шлак
24
38
35
3
Алюминиевый концентрат
48
17
17
12
6
Солевая смесь
8
5
2
7
78
Приведенные в таблицах данные по составу компонентов, полученных в результате переработки отходов алюминиевого производства предложенным способом, показывают, что данный способ позволяет осуществлять переработку алюминиевых отходов, содержащих соли и дисперсный алюминий, которые в настоящее время идут на захоронение. При этом отожженный шлак не содержит металлического алюминия, нитрида алюминия и практически не содержит солей. Это позволяет использовать его при производстве жаростойких бетонов, кирпича, других жаростойких изделий и для приготовления формовочных смесей в литейном производстве.
Алюминиевый концентрат содержит металлический алюминий, который можно выделить в чистом виде металлургическим способом. Причем его количество превышает количество корольков, которое можно получить механическим способом переработки шлака путем отбора корольков.
Солевая составляющая содержит более 80% солей и может быть использована в качестве флюса в производстве вторичного алюминия.
По сравнению с известными аналогами при осуществлении заявляемого способа происходит снижение энергоемкости, исключаются сложные подготовительные операции.
1. Способ переработки отходов алюминиевого производства, включающий нагрев отходов в реакторе с разделением их оксидной и солевой составляющих частей с применением пылеосадительного устройства и рукавного фильтра, отличающийся тем, что используют отходы, не имевшие контакта с влагой, которые нагревают в реакторе до температур не ниже 800°С и выдерживают до полного прохождения алюмотермических реакций при перемешивании и подаче в реактор воздуха, при этом в пылеосадительном устройстве осаждают концентрат металлического алюминия, а в последовательно расположенном рукавном фильтре осаждают солевую составляющую часть отходов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что переработку отходов осуществляют в циклическом или непрерывном режимах. [8]
Таким образом, рассмотренный способ доказывает эффективность применения результатами количественного анализа полученного продукта.
4. Исследование роли гидрометаллургических методов переработки алюмосодержащих шламов
Высокая эффективность применения гидрометаллургических способов переработки отходов подобного генезиса привела к их активному развитию в области эффективности технологических решений. Статистика указывает на то, что за несколько лет конечный выход продукта возрос на 18 %, что является серьезным преимуществом, особенно в случае содержания мелкодисперсной фазы. [7]
Рис. 1. Изменение объемов выхода продукта при применении гидрометаллургических методов
Если применить к данной зависимости линию тренда, то ее характер укажет на положительную тенденцию развития технологических решений. Если учесть, что промежуток времени составляет всего 5 лет, то не сложно оценить, насколько большой научный пласт заложен в данных разработках.
Постепенно гидрометаллургические методы вытесняют другие методы переработки алюмосодержащих шламов, о чем свидетельствует график приведенный на рисунке 2.