Способ переработки твердых углеродсодержащих отходов газоочистки производства алюминия

Способ переработки твердых углеродсодержащих отходов газоочистки производства алюминия

Реферат

 

Изобретение относится к переработке минерального сырья, в частности флотацией, и позволяет повысить извлечение фтор-алюминийсодержащих компонентов и улучшить состояние окружающей среды. Отходы газоочистки производства алюминия обрабатывают собирателем при температуре от 280 до 350^oC. В качестве собирателя используют пары атраценовой фракции каменноугольной смолы. Затем обработанное собирателем сырье пульпируют, вводят в качестве жидкой фазы маточный раствор, полученный после осаждения криолита из осветленных растворов обезвреживания отходящих газов алюминиевого производства содовым раствором с концентрацией солей от 70 до 120 г/л. После пульпирования флотируют углеродные частицы при соотношении Т:Ж от 1:10 до 1:20. Обработка сухого сырья парами собирателя при указанной т-ре обеспечивает эффективную сорбцию его на угольных частицах, имеющих малый радиус кривизны. Маточный раствор после осаждения криолита содержит соли NaF, Na₂SO₄, Na₂CO₃, NaHCO₃. Они выполняют роль активаторов гидрофобизирующего действия, что способствует закреплению флотореагента на поверхности частиц.

Изобретение относится к переработке минерального сырья, в частности флотацией, и может быть использовано при переработке твердых углеродсодержащих отходов газоочистки производства алюминия. В алюминиевой промышленности в отвал вместе с твердыми отходами газоочистки уходит значительная часть ценных компонентов, в том числе алюминия и фтора, которые представлены тонкими фракциями (мас.): Криолита (Na₃AlF₆) 40 50 Альпасолита (K₂NaAlF₆) 5 7 Шайрерита (NaFNa₂SO₄) 10 12 Глинозема (Al₂O₃) 5 7 Углеродсодержащих частиц 23 25 Кроме безвозвратных потерь ценных компонентов с твердыми отходами происходит загрязнения окружающей среды фтористыми соединениями. Цель изобретения является повышение извлечения фторалюминий содержащих компонентов и улучшение состояния окружающей среды. Твердые углеродсодержащие отходы газоочистки размером от 0 до 0,025 мм, образующиеся при электролизе алюминия (пыль и шлам), предварительно перед флотацией обрабатывают флотореагентом, подавая его в объем их при температуре 280 350^oC, причем в качестве флотореагента используют антраценовую фракцию каменноугольной смолы, а процесс флотации ведут на отработанных растворах газоочистки, содержащих фториды, сульфаты, карбонаты, бикарбонаты натрия, количество которых в сумме составляет 70 120 г/л, при поддержании соотношения Т: Ж, равным 1:10 20. Обработанный раствор газоочистки является маточным раствором осаждения криолита из осветленных растворов, полученных при обезвреживании отходящих газов алюминиевого производств содовым раствором. Маточный раствор после осаждения криолита содержит соли NaF, Na₂SO₄, Na₂CO₃, NaHCO₃, которые выполняют роль активаторов гидрофобизирующего действия, т.е. улучшают закрепление флотореагента на поверхности частиц. Обработка поверхности частиц с очень малым радиусом кривизны (твердые углеродсодержащие отходы газоочистки имеют размер частиц 0,025 мм) флотореагентом обусловлена небольшой компенсированностью молекулярных сил на поверхности минеральной частицы. Если твердая частица соприкасается вначале с водой, то ее поверхность окажется сильно гидрированной, и закрепление аполярного собирателя на поверхности такой частицы затруднено, что резко ухудшает флотируемость и селективность процесса. Для достижения оптимальных условий обработки частиц с малым радиусом кривизны флотореагентом необходимо подавать его в объем этих частиц, поддерживая температуру взаимодействия 280 350^oC, т.е. температуру испарения флотореагента. При температуре ниже 280^oC в зоне взаимодействия флотореагент будет находиться в жидком состоянии и эффективность этого взаимодействия его с поверхность частиц будет низкой. При температуре выше 350^oC флотореагент будет выгорать и эффективность процесса флотации также снижается. Пример. Тонкодисперсные твердые углеродсодержащие отходы газоочистки, полученные в результате пылеуноса в процессе электролиза алюминия в количестве 960 т, вещественный состав которых представлен криолитом, альпасолитом, шайреритом, глиноземом и углеродсодержащими частицами, обрабатывают парами антраценовой фракции каменноугольной смолы, полученной в процессе обжига анодной массы при электролизе алюминия, подавая ее в объем отходов. Обработку производят, пропуская твердые отходы газоочистки через предварительно нагретые пары флотореагента, при поддержании температуры процесса в пределах 280 350^oC. Обработанные флотореагентом твердые углеродсодержащие отходы газоочистки перемешивают с отработанными растворами газоочистки, полученными после кристаллизации регенерационного криолита и содержащими в своем составе сульфаты, фториды, карбонаты и бикарбонаты натрия в сумме примерно 90 г/л, поддерживая соотношение T:Ж 1:15. После трехминутной агитации пульпу направляют на флотацию в механические флотомашины типа ФМР, которая продолжается в течение 9 10 мин. Поэтому ценный продукт основной флотации, состоящий в основном из углеродсодержащих частиц, является отвальными хвостами и направляется на шламовое поле. Камерный продукт основной флотации, так называемый криолитглиноземный концентрат, в количестве 480 т, содержащий 35% фтора, 15% алюминия и 5% углерода, поступает на смешение с регенерационным криолитом. Из полученных данных видно, что выход концентрата возрастает по сравнению с известным способом при температуре обработки мелкодисперсных отходов, равной 280 350^oC на 18,82 25,78% Извлечение в концентрат по предлагаемому способу также значительно возрастает и составляет по фтору 41,2 45% по алюминию 44,61 48,61% против 17,83 и 23% соответственно по известному способу. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить извлечение алюминийсодержащих компонентов примерно в два раза и улучшить состояние окружающей среды, снизив в отходах производства содержание фторидных солей. Кроме того, повышается комплексность использования отходов производства.

Формула изобретения

Способ переработки твердых углеродсодержащих отходов газоочистки производства алюминия, включающий пульпирование исходного сырья, обработку собирателем и флотацию углеродных частиц, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения фтор-алюминийсодержащих компонентов и улучшения состояния окружающей среды, обработку исходного сырья собирателем проводят перед пульпированием, а в качестве собирателя вводят пары антраценовой фракции каменноугольной смолы, при пульпировании в качестве жидкой фазы вводят маточный раствор, полученный после осаждения криолита из осветленных растворов обезвреживания отходящих газов алюминиевого производства содовым раствором, при этом кондиционирование исходного сырья с парами собирателя проводят при температуре 280 350^oС, содержание солей в маточном растворе составляет 70 120 г/л, а флотацию проводят при соотношении твердого к жидкому 1 10 - 1 20.