Способ переработки отходов шламового поля производства алюминия

 

Использование: переработка отходов производства алюминия. Сущность изобретения: cпособ позволяет выделять полезные составляющие путем превращения сульфатов в карбонаты натрия и калия, а флотированием отделить уголь от фторидов. Шлам алюминиевого производства обрабатывают водой, упаривают досуха и спекают с углем и карбонатом кальция. Утилизация отходов шламового поля ведет к улучшению экологической обстановки, созданию безотходного производства, расширению сырьевой базы, снижению энергоемкости и стоимости процесса. 5 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам переработки отходов производства алюминия.

Цель изобретения создание безотходного производства, улучшение экологической среды, выделение из отходов полезных составляющих, расширения сырьевой базы и снижения энергоемкости и стоимости процесса при переработке отходов шламового поля производства алюминия.

Известен способ переработки шламовых отходов производства алюминия Кировобадского алюминиевого завода, где учитывался состав шламового поля, состоящий в основном из глинозема, оксида железа. Поэтому отходы шламового поля Кираза используют для производства цемента и строительных растворов [1] Отходы шламового поля Таджикского алюминиевого завода состоят в основном из сульфатов натрия и калия. Одной из главных задач является их переработка в полезные составляющие, т.е. в карбонаты натрия и калия. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфатов в карбонаты методом Леблана [2] где М Na и К.

Однако этот способ требует применения высоких температур 1200^oC.

Поставленная цель достигается тем, что шлам обрабатывается водой при температуре 25 80^oC, до отсутствия в промывных водных ионов натрия, экстракт упаривается досуха и затем его спекают с углем и карбонатом кальция при 800 950^oC 30 180 мин. Полученные карбонаты натрия и калия экстрагируют водой. Первичная экстракция шлама водой при 25-80^oC обусловлено тем, что в интервале этих температур наиболее полно происходит переход в раствор сульфатов натрия и калия.

Спекание шлама с углем и карбонатом кальция по уравнению 1 в отношении 1: 0,2 1,5 необходимо для полной конверсии сульфатов натрия и калия в карбонаты. При меньшем количестве угля и карбоната реакция не идет до конца. Плавление ведут при 800 950^oC и этот температурный интервал является оптимальным. В табл. 1 приведены результаты опытов.

Пример 1. 70 г шлама обрабатывают водой при 40^oC до отсутствия в фильтрате сульфатов натрия и калия. Экстракт упаривают досуха. 100 г полученного сухого экстракта смешивают с 20 г угля и 150 г карбоната кальция, смесь спекают при 900^oC 90 мин. Выход 95 степень конверсии сульфатов в карбонаты натрия и калия 98 Продукт перекристаллизовывают из воды, получая карбонаты натрия и калия. Нерастворимую в воду часть твердого шлама (70 г) подвергают флотации для отделения фторидов от угля, получая при этом 40 г угля и 30 г криолита Na₃AlF₆.

Предлагаемым способом можно переработать отходы шламового поля алюминиевого производства, содержащие сульфаты, в необходимые производству карбонаты натрия и калия, а фторированием разделить нерастворимую часть на уголь и криолит. Утилизация отходов ведет к улучшению экологической обстановки и освобождению огромных площадей земли для использования в сельском хозяйстве. Кроме того, предлагается использовать продукты переработки взамен традиционных сырьевых материалов, что значительно позволит экономить топливно-энергетические ресурсы и транспортные средства.

Формула изобретения

1. Способ переработки отходов шламового поля производства алюминия, содержащих сульфаты, включающий спекание с углем и карбонатом кальция, отличающийся тем, что перед спеканием шлам обрабатывают водой при 25 - 80^oС до отсутствия в промывных водах иона натрия, раствор упаривают досуха, а после спекания карбонаты натрия и калия экстрагируют водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при спекании соотношение угля, карбоната кальция и шлама составляет 1:0,2:1,5.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что спекание ведут при 800 - 950^oС в течение 30 120 мин.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что твердый остаток после экстракции спека водой, представляющий собой чистый сульфид кальция, используют в качестве химического реактива.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что после обработки шлама водой не растворимую в воде часть твердого шлама подвергают флотации для отделения фторидов от угля с последующим применением фторидов в производстве алюминия.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что уголь, полученный после флотации, используют в качестве сорбента для очистки сточных вод от тяжелых металлов или в качестве исходного реагента по п. 2.

РИСУНКИ

Рисунок 1