Способ извлечения алюминия из отходов

Сфеэ СфеатсиинСециавктичееии кРееттубиии ОП ИСАНИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ щ 929725(я)м. Кл. С 22 В 7/00 С 22 В 21/00 тееуааретееннил квинтет СССР в делаю нзееретеннй н етеритнйДата опубликований описания 26,05,82 Л. Е. Ивановский, Г. Ф. Казанцев, В, П, Батухт, и И. Г. Розановиур ур у-йрм.с 2 1 щтг(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ИЗ ОТХОДОВИзобретение относится к производствувторичного алюминия и получению алюминия. электролнтическим способом,Композиционные материалы, содержащие алюминий, например изделия из спеченных алюминиевых порошков, в отраслипереработки вторичных металлов пока неиспользуются и практически идут в отходы,Известен способ, согласно которомуизмельченный композиционный материалзагружают в сосуд с сетчатым дном иэтот сосуд опускают в футерованный графитовыми или синтеркоррундовыми плитами тигель из стали, в котором находитсярасплавленный МАПСР яли КСС при 700900 С, Выплавляюшийся А 1 стекает надно тигеля с солевой ванной 1 .Недостатком этого способа являетсясовместная плавка алюминия с примесями в частности железом. Алюминий будет растворять часть железа. я моментплавт 1 ения как иэ конструкции сосуда,так же иэ примесей, легкоплавкие составляюшие будут плавиться вместе с алюминием, По этому способу невозможно выделить арюминий, покрытый окисной пленкой, так как она не растворяется в хлоридах щелочных металлов,Известен способ переработки отработавших,свой срок изделий яз спеченных алюминиевых порошков, а также отходов производства этих изделий, предусматривающий расплавление этих отходов при 1000 С, выдержку при указанной температуре, магнитную сепарацию, отстой, и полученную при атом смесь жидкого алюминия с окисью алюминия нанравляют на переработку электролизом 2Недостатком атого способа является то, что в процесе плавки без использования флюса при 1000 дС 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 в40 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 - 747 = 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 вы 3 92972процессе выдержки и магнитной сепарации при высоких температурах неизбежнорастворение железа в расплавленном алю1минии и снижение качества металла,Для плавки и магнитной сепарациинеобходимо организовать пнрометаллургический передел, что влечет за собойзначительные капитальные затраты.Цель изобретения - снижение расходаэнергии на переработку отходов алюминиевых порошков, упрощение технологиии увеличение производительности электролнзеров, повышение качества металла.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе, включавшемочистку от железа и электролитическуюобработку в расплаве, перед очисткойот железа отходы измельчают до 0,110 мм, Размер частиц менее 0,1 ммприведет к окислению алюминия, а использование кусков более 10 мм приве-.дет к длительному растворению на поверх.ности электролита..Для выяснения возможности переработки лома и отходов спеченных алюминиевых порошков проводят два опыта; определение возможности растворения окиснойпленки и осаждение металла в криолите(пример 1 и 2); электролитическое восстановление окисной пленки и,определение чистоты металла,П р и м е р 1. В графитовом тиглерасплаулют 150 г криолита с отношением- = 3. Предварительно измельаЙРченные изделия из спеченных алюминие 35вых порошков с диаметром от 1 до 10 ммосвобождают от железа с помощью магнита и загружают в расплав криолита.Расплав выдерживают при 960-980 Св течение 45 мин и содержимое выли-вают в алундовь:й тигель, охлаждают иотделяют королек алюминия.Из 33 г загруженных отходов в корольке металл составляет 24,5 г. Извлечение составляет 74,3%. Большинство45окиси алюминия растворяется в криолите.П р и м е р 2. В графитовом тиглеНаплавляют навеску криолита с отношением Е = 3 весом 150 г, В нейМайАЕГЪрастворяют 26 г предварительно измель50ченных и отмагниченных отходов.Расплав выдерживают 85 мин при1000 - 1010 оС. После извлечения надне тигля собирается 15,4 г алюминия.Извлечение составляет 59%,Снижение извлечения металла в дан 55ном опыте можно объяснить уменьшеннойпорцией порошков и большой раствори-мостью алюминия в криолите при повы 5 4шенной температуре, по сравнению с предыдущим опытом. На увеличение потерь на растворение влияет и увеличение времени выдержки.П р и м е р 3. В стакан из силипированного графита с внутренним диаметром 45 мм и высотой 100 мм загружают 175 г криолита с отношением йаР= 2,8 и расплавляют. Отходы измельчают до размеров О, 1 - 10 мм, отделяют железные составляющие, загружают в расплав криолита и выдерживают. при 980 - 1000 ОС 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 концентрадия 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 б держку при высокой температуре во вре- чением на капитальный ремонт, где имф мя отмагничивания железа, ется избыточное тепло, которое можноВсе это упрощает и удещевляет про- использовать для плавки больших разоцесс, увеличивает производительность вых партий отходов и быстрейшего вь 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 и я кой печи, что подтверждается примером 3. 10 .Содержание примесей Г 6,Со,Т не выше, Способ извлечения алюминия из отхо чем у первичного алюминия марки Адов, включакиций очистку от железа и на алюминий первичный. электролитическую обработку в расплаПоскольку переработка таких отходов ве, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, на заводах вторичных металлов не орга с целью увеличения производительности низована, то экономический эффект мо- электролизеров, повышения качества ме жет быть получен за счет упрощения и талла, перед очисткой от железа отходы удешевления технологии, за счет умень- измельчают до 0,1- 10 мм. щения затрат на электролитически полу- Источники информации, чаемый алюминий при переработке мини- о принятые во внимание при экспертизе мально окисленных отходов по сравнению 1. Заявка Японии % 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 работающие последние дни перед к отклю-М 256285, кл, С 22 В 21/00, 1967.1Составитель Н. КоробоваРедактор Н. Гунько Техред И.Гайду Коррек ор А. ГРиценкоЗаказ 34 18/36 Тираж 657 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская набд, 4/5 филиал ППП Патент, г. Уияород, ул, Проектная, 4