Journals →  Цветные металлы →  2019 →  #12 →  Back

Легкие металлы, углеродные материалы
ArticleName Анализ химического состава техногенных материалов производства первичного алюминия для поиска рациональных методов их переработки
DOI 10.17580/tsm.2019.12.03
ArticleAuthor Немчинова Н. В., Тютрин А. А., Бараускас А. Э.
ArticleAuthorData

Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ), Иркутск, Россия:

Н. В. Немчинова, зав. кафедрой металлургии цветных металлов, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: ninavn@yandex.ru
А. А. Тютрин, доцент кафедры металлургии цветных металлов, канд. техн. наук
А. Э. Бараускас, аспирант кафедры металлургии цветных металлов

 

В работе принимала участие магистрант кафедры металлургии цветных металлов Т. В. Алещенко.

Abstract

Проведен анализ формирования мелкодисперсных фторуглеродсодержащих техногенных материалов, образующихся в значительном количестве (в среднем до 9 тыс. т в год на 1 т производимого в электролизерах с анодом Содерберга первичного алюминия) на Иркутском алюминиевом заводе. Проведен анализ химического состава лежалого шлама шламонакопителя, состоящего из поступающих с процесса электролиза криолит-глиноземных расплавов пыли электрофильтров, шлама «мокрой» газоочистки и хвостов флотации угольной пены. Для аналитических исследований проб техногенных материалов использовали химический, титриметрический, рентгенофазовый (РФА) (с применением рентгеновского дифрактометра ДРОН-3.0, Россия) методы анализа. Результаты исследований химического состава проб лежалого шлама показали, что он содержит ценные элементы: фтор, алюминий, натрий. Согласно данным РФА, исследуемая проба хвостов флотации содержит в основном углерод (65 %), а также криолит (до 15 %), хиолит (10 %) и оксид алюминия (α-Al2O3-корунд) до 10 %. В пробе шлама газоочистки содержится в среднем, %: криолита — 60, углерода — 20, корунда — 10; остальное — β-калиевый криолит (возможно), следы флюорита, кварца, сульфата натрия. Пыль электрофильтров представлена на 50 % криолитом, по 15 % — оксидом алюминия (корундом) и хиолитом, до 10 % — углеродом, присутствуют следы флюорита и фтористого алюминия. Анализ полученных дифрактограмм показал, что проба шлама со шламохранилища содержит до 78,7 % криолита, 11,9 % углерода, 4,44 % карбоната (ряда доломита) и следовые количества α-Al2O3-корунда, флюорита. На основе проведенного анализа элементного и фазового состава лежалого шлама со шламохранилища предложен метод его переработки с целью извлечения ценных компонентов и получения фторсолей, используемых в процессе электролиза; например, совместная переработка методом флотации с угольной пеной, снимаемой с поверхности электролита, с получением вторичного флотационного криолита.

Работа выполнена по НИР 11.7210.2017/8.9 в рамках государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации.

keywords Производство алюминия, техногенное сырье, шлам газоочистки, пыль электрофильтров, хвосты флотации, шламонакопитель, флотационный криолит
References

1. Сизяков В. М., Власов А. А., Бажин В. Ю. Стратегические задачи металлургического комплекса России // Цветные металлы. 2016. № 1. С. 32–37. DOI: 10.17580/tsm.2016.01.05.
2. Mann V., Buzunov V., Pitertsev N., Chesnyak V., Polyakov P. Reduction in Power Consumption at UC RUSAL’s Smelters 2012–2014 // Light Metals. 2015. Р. 757–762.
3. Радионов Е. Ю., Третьяков Я. А., Немчинова Н. В. Влияние положения анодной рамы на магнитогидродинамические параметры электролизера С-8БМЭ // Технология металлов. 2018. № 4. С. 31–39.
4. Dubovikov O. A., Brichkin V. N., Ris A. D., Sundurov A. V. Thermochemical activation of hydrated aluminosilicates and its importance for alumina production // Non-ferrous Metals. 2018. No. 2. Р. 11–16. DOI: 10.17580/nfm.2018.02.02.
5. Шепелев И. И., Головных Н. В., Сахачев А. Ю. и др. Улучшение качества спека известняково-нефелиновой шихты путем ввода в нее гипсоангидритового техногенного сырья // Вестник Иркутского государственного техничес кого университета. 2018. Т. 22, № 5. С. 225–239. DOI: 10.21285/1814-3520-2018-5-225-239.
6. Buzunov V., Mann V., Chichuk E., Frizorger V., Pinaev A. et al. The First Results of the Industrial Application of the EcoSoderberg Technology at the Krasnoyarsk Aluminium Smelter // Light Metals. 2013. Р. 573–576.
7. Зенкин Е. Ю., Гавриленко А. А., Немчинова Н. В. О переработке отходов производства первичного алюминия ОАО «РУСАЛ Братск» // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21, № 3. С. 123–132. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-3-123-132.
8. Grjotheim K., Welch В. Aluminium Smelter Technology. — Dusseldorf : Aluminium Verlag, 1993. — 260 р.
9. Шахрай С. Г., Дектерев А. А., Минаков А. В., Необъявляющий П. А., Шарыпов Н. А. Модернизация анодного кожуха алюминиевого электролизера Содерберга // Механическое оборудование металлургических заводов. 2018. № 1. С. 34–39.
10. Patrin R. K., Bazhin V. Yu. Spent Linings from Aluminum Cells as a Raw Material for the Metallurgical, Chemical, and Construction Industries // Metallurgist. 2014. Vol. 58, Iss. 7–8. P. 625–629. DOI: 10.1007/s11015-014-9967-2.
11. Mann V., Pingin V., Zherdev A., Bogdanov Y., Pavlov S. et al. Recycling Process Technology for Spent Pot Lining Generated by Aluminium Cells // Light metals. 2017. P. 571–578. DOI: 10.1007/978-3-319-51541-0_71.
12. Ржечицкий Э. П., Петровский А. А., Немчинова Н. В., Иванов А. А. Разработка технологии переработки теплоизоляци онной части отработанной футеровки алюминиевых электролизеров // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. № 9. С. 201–209. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-9-201-209.
13. Куликов Б. П., Истомин С. П. Переработка отходов алюминиевого производства. — Красноярск : Классик Центр, 2004. — 480 с.
14. Терентьев В. Г., Школьников Р. М., Гринберг И. С., Черных А. Е., Зельберг Б. И. и др. Производство алюминия. — Иркутск : МАНЭБ, 2001. — 350 с.

15. Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты газоочистки : учеб. пособие. — Пенза : Изд-во ПГУ, 2006. — 201 с.
16. Галевский Г. В., Кулагин Н. М., Минцис М. Я. Экология и утилизация отходов в производстве алюминия : учеб. пособие. — Новосибирск : Наука, 1997. — 159 с.
17. Ясинский А. С., Поляков П. В., Власов А. А., Юшкова О. В. Поведение высокотемпературных оксифторидных суспензий // Сб. тезисов докл. Восьмого междунар. конгресса «Цветные металлы и минералы» (13–16 сентября 2016, Красноярск). — Красноярск : Научно-инновационный центр, 2017. С. 108–109.
18. Зельберг Б. И., Рагозин Л. В., Баранцев А. Г. и др. Справочник металлурга. Производство алюминия и сплавов на его основе. — СПб. : Изд-во МАНЭБ, 2013. — 143 с.
19. Абрамов А. А. Флотационные методы обогащения. — М. : Недра, 1984. — 383 с.
20. Техническое руководство процесса. Производство вторичного криолита. Процесс производства флотационного криолита в филиале ПАО «РУСАЛ Братск» в г. Шелехов. ТРП 445.07.01.02 ; ред. 6. — Шелехов, 2016. — 28 с.
21. Васильев А. А., Тютрин А. А. Анализ технологического цикла и методы оценки свойств материалов в металлургии : учеб. пособие. — Иркутск : Изд-во ИрНИТУ, 2017. — 80 с.
22. ГОСТ 10561–80. Криолит искусственный технический. Технические условия. — Введ. 01.01.1982.
23. Куликов Б. П., Ларионов Л. М., Сомов В. В. Обжиг ожелезненного доломита с техногенным фторсодер жащим минерализатором // Огнеупоры и техническая керамика. 2013. № 1–2. С. 39–41.
24. Петлин И. В., Малютин Л. Н. Технология комплексной переработки фторсодержащих отходов алюминиевой промышленности с целью получения фторида водорода // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2014. № 2. С. 24–31.
25. Баранов А. Н., Тимкина Е. В., Тютрин А. А. Исследования по выщелачиванию фтора из углеродсодержащих материалов производства алюминия // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21, № 7. С. 143–151. DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-143-151.
26. Гуляев А. В., Гавриленко Л. В., Баранов А. Н., Ножко С. И. Утилизация твердых углеродсодержащих отходов на алюминиевом заводе, оснащенном электролизерами с самообжигающимися анодами с верхним токоподводом // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21, № 5. С. 8–10. DOI: 10.18412/1816-0395-2017-5-8-10.
27. Nemchinova N. V., Yakushevich P. А., Yakovleva A. А., Gavrilenko L. V. Experiment for use of Bratsk aluminium plant technogenic waste as a reducing agent during cast iron smelting // Metallurgist. 2018. Vol. 62, Iss. 1–2. P. 150–155. DOI: 10.1007/s11015-018-0637-7.
28. Nemchinova N. V., Mineev G. G., Tyutrin A. A., Yakovleva A. A. Utilization of Dust from Silicon Produc tion // Steel in Translation. 2017. Vol. 47, Iss. 12. P. 763–767. DOI: 10.3103/S0967091217120087.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back