Поиск по сайту

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ ЧАСТИ ОТРАБОТАННОЙ ФУТЕРОВКИ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ

Ржечицкий Эдвард Петрович , Петровский Алексей Анатольевич , Немчинова Нина Владимировна , Иванов Александр Андреевич

2017 / Том 21, №9 (128) 2017 [ Металлургия и материаловедение ]

ЦЕЛЬ. До настоящего времени не было разработано технологии регенерации фтора из теплоизоляционной части отработанной футеровки (ОФ) алюминиевого электролизера. Существующие технологии восстановления фтористых солей из углеродсодержащей части ОФ неприменимы к теплоизоляционной части из-за высокого содержания в ней кремния. Для оценки возможности создания технологии извлечения фтора из данного вида ОФ проведены исследования ее химического и фазового составов. МЕТОДЫ. Для изучения состава проб использовались методы рентгенофлуоресцентного и рентгенофазового анализа, а также электронная сканирующая микроскопия. РЕЗУЛЬТАТЫ. Теплоизоляционная часть футеровки алюминиевого электролизера, состоящая из алюмосиликатных кирпичей и теплоизоляционных материалов (на основе диатомита, перлита или вермикулита) в процессе электролиза подвергается воздействию высоких температур, паров натрия, электролита, вследствие чего образуются муллит 3Al₂O₃^.2SiO₂, фтористый натрий NaF, криолит Na₃AlF₆, хиолит Na₅Al₃F₁₄, оксид кремния SiO₂(в виде кристобалита, кварца, тридимита), фтористый кальций CaF₂, оксид алюминия Al₂O₃, нефелин NaAlSiO₄, альбит NaAlSi₃O₈. Определены основные параметры переработки водой теплоизоляционной части ОФ : Ж : Т = 10:1, температура - 60⁰С, продолжительность - 60 минут, рН = 6-9. Из раствора фтористого натрия по традиционной технологии был осажден криолит состава, % мас.: F - 48,2; Na - 28,9; Al - 12,1; Si - 0,4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Изучены химический и фазовый составы теплоизоляционной части ОФ алюминиевых электролизеров и определены основные параметры ее переработки с получением криолита. Переработка теплоизоляционной части ОФ позволит вернуть в производство 1-1,5 кг фтора на тонну производимого алюминия. Одновременно будет получен нетоксичный вторичный отход, пригодный для использования в производстве цемента и строительных материалов.

Ключевые слова:

алюминиевый электролизер, отработанная футеровка, теплоизоляционная часть футеровки, утилизация, криолит, выщелачивание

Библиографический список:

Kovács V., Kiss L. Comparative Analysis of the Environmental Impacts of Aluminum Smelting Technologies // Light Metals, 2015, pp. 529–534.
Куликов Б.П., Истомин С.П. Переработка отходов алюминиевого производства. Красноярск: Классик Центр, 2004. 480 с.
Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2013. 159 с.
Зельберг Б.И., Рагозин Л.В., Баранцев А.Г., Ясевич О.И., Григорьев В.Г., Баранов А.Н., Кондратьев В.В. Справочник металлурга. Производство алюминия и сплавов на его основе. Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2015. 764 с.
Юрков А.Л. Огнеупоры и углеродные катодные материалы для алюминиевой промышленности // Новые огнеупоры. 2007. № 5. С. 20–23.
Сорлье М., Ойя Х.А. Катоды алюминиевого электролизера. Красноярск: Изд-во Версо, 2013. 699 с.
Holywell G., Breault R. An Overview of Useful Methods to Treat, Recover, or Recycle Spent Potlining // JOM. 2013. Vol. 65. No. 11. Р. 1441–1451.
Coмов В.В., Немчинова Н.В., Пьявкина А.А. О способах утилизации отработанной футеровки электролизеров алюминиевого производства // Вестник ИрГТУ. 2015. № 5 (100). С. 155–161.
Баранов А.Н., Немчинова Н.В., Аникин В.В., Моренко А.В. Рециклинг и утилизация фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства // Вестник ИрГТУ. 2012. № 2 (61). С. 69–78.
Mann V., Pingin V., Zherdev A., Bogdanov Y., Pavlov S., Somov V. SPL Recycling and Re-processing // Light Metals. 2017. Р. 571–578.
Grjotheim K., Kvande H. Introduction to Aluminium Electrolysis. Dusseldorf Aluminium Verlag, 1993. 260 p.
Ржечицкий Э.П., Немчинова Н.В., Петровский А.А. Изучение состава теплоизоляционной части отработанной футеровки алюминиевого электролизера // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов: материалы VII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием (г. Иркутск, 19–20 апреля 2017 г.). Иркутск, 2017. С. 160–162.
Гороновский И.Т., Назаренко Ю.П., Некряч Е.Ф. Краткий справочник по химии. 4-е изд., испр. и доп. Киев: Наукова думка, 1974. 992 с.
Пат. 2429198, Российская Федерация, МПК C01F7/50 С22В7/00. Способ переработки твердых фторуглеродсодержащих отходов электролитического производства алюминия / А.Д. Афанасьев, Э.П. Ржечицкий, В.В. Кондратьев, С.Д. Паньков, Н.А. Иванов; заявитель и патентообладатель: ГОУ ИрГТУ. № 2429198; заявл. 19.03.2010, опубл. 20.09.2011, Бюл. № 26.
Kasireddy V., Bernier J.L., Kimmerle F.M. Recycling of spent pot linings. Patent of USA, no. US 6596252 B2, 2003.
Ruiz V.C., Alfaro A.I. Process for recycling spent pot linings (spl) from primary aluminium production. Patent of Canada, no. CA 2704450C, 2013.
Kondrat’ev V.V., Rzhechitskij E.P., Shakhrai S.G., Sysoev I.A., Karlina A.I. Recycling of Electrolyzer Spent Carbon-Graphite Lining with Aluminum Fluoride Regeneration // Metallurgist. 2016. Vol. 60. No. 5. Р. 571–575. DOI: 10.1007/s11015-016-0333-4
Rzhechickiy E.P., Kondrat'ev V.V., Karlina A.I., Shakhray S.G. Aluminium fluoride obtaining from aluminium production wastes // Tsvetnye metally. 2016. № 4 (880). Р. 23–26.