Исследование и разработка технологии гидрометаллургической переработки солевых алюминиевых шлаков.

• Автор: Окунев, Владимир Макарович
• Шифр специальности: 05.16.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1979
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 171 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПЕРЕРАБОТКИ АЛШИНИЕВЫХ ШЛАКОВ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ .

1.1. Механическое выделение металла

1.2. Термическая переработка шлаков

1.3. Гидрометаллургическая переработка шлаков

1.4. Задачи исследования .

2. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКОХМИЧЕСКИХ ОСНОВ И РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИЙ ВОДНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ШЛАКА .

2.1. Изучение кинетики процесса

2.1.1. Методика и результаты экспериментов .

2.1.2. Обработка результатов экспериментов .

2.2. Разработка математических моделей оптимизации водного выщелачивания шлака
2.2.1. Методика проведения экспериментов .
2.2.2. Результаты четырехфакторного эксперимента, их обсуждение и математическая обработка
2.3. Выводы по главе .
3. СЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НЕПРЕРЫВНОГО ПР0ТЙВ0Т0ЧН0Г0 ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ИШАКА В ТРУБЧАТОМ АППАРАТЕ
3.1. Изучение влияния технологических факторов на параметры непрерывного противоточного выщелачивания в полупромышленном трубчатом аппарате
3.1.1. Методика проведения экспериментов .
3.1.2. Результаты экспериментов и их обсуждение .
3.2. Промышленные испытания и отработка оптимальных режимов противоточного выщелачивания шлака .
3.2.1. Методика проведения экспериментов .
3.2.2. Выщелачивание крупного шлака
3.2.3. Выщелачивание мелкого шлака .
Стр.
3.2.4. Обсуждение результатов экспериментов .
3.3. Выводы по главе .
Ш 4. ИЗУЧЕНИЕ ОТСТАИВАНИЯ ПУЛЬП ОТ ШЕЛАЧИВАНИЯ ШЛАКА И т ШБОР ФЛОКУЛЯНТА .
4.1. Методика проведения экспериментов
4.2. Результаты экспериментов и их обсуждение
4.3. Выводы по главе .
5. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ВЫПАРИВАНИЯ ВОДНОХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ В АППАРАТЕ КС .
5.1. Методика проведения экспериментов . НО
5.2. Результаты экспериментов и их обсувдение .
5.3. Выводы по главе
6. ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ И ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕГЕНЕРИРОВАННОЙ ИЗ ШЛАКА СМЕСИ СОЛЕЙ В КАЧЕСТВЕ ФЛЮСА ПРИ ПЛАВКЕ .
6.1. Изучение свойств регенерированного флюса
6.2. Исследование влияния предварительной подготовки
флюса на его эффективность
6.2.1. Методика проведения экспериментов .
6.2.2. Результаты экспериментов и их обсуждение .
6.3. Промышленные испытания регенерированного флюса.
6.4. Выводы по главе
7. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДУ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


При термическом способе обработки шлаков, описанном в патенте США //, шлак, раздробленный до крупности 1,3 мм, смешивают с нитратами щелочных металлов, например калия или натрия* Полученную смесь, содержащую -$ нитрата, нагревают до температуры расплавления нитрата (~5СЪ), после чего к ней добавляют измельченный до крупности 1,3 мм древесный уголь в количестве 5-6$ от массы смеси шлака с нитратом для возникновения экзотермической реакции и повышения температуры до точки плавления алюминия, а затем перемешивают. Скорость экзотермической реакции и температуру смеси регулируют скоростью добавления угля к подогретой смеси. При использовании натриевой селитры добавка извести в количестве 2-5$ от массы смеси способствует торможению реакции. Следует отметить, что описанные выше способы позволяют извлекать из шлака только металл, остальные компоненты шлака не используются. Кроме того, эти способы эффективны только при обработке шлаков, содержащих -$ свободного алюминия, т. При обработке шлаков, содержащих менее $ металла, а следовательно и солевых шлаков отражательной плавки алюминиевых лома и отходов они не эффективны и не рентабельны. Для солевых алюминиевых шлаков более эффективным оказался способ, описанный в работах /3,/, заключающийся в расплавлении твердого или перегреве еще незастывшего шлака в отражательной печи при добавлении к нему -$ свежего флюса с последующим двукратным отстаиванием при температуре около 0°С (флюс вводится в два приема). Средняя часть шлаковой ванны - вязкая масса, представляющая собой смесь флюса, окислов и не осевших в донную часть капель металла. Ее трудно выпускать из печи и невозможно использовать. Очевидно, отстаивать целесообразно только жидкие шлаки непосредственно в плавильной камере печи сразу после выпуска металла в копильник, т. Затвердевший шлак, ввиду его низкой теплопроводности и большого содержания в нем окислов и других тугоплавких включений, с большими трудностями можно переплавить только при добавлении значительного количества свежего флюса, содержащего криолит. Это подтверждается также и результатами, полученными В. М.Базилевским и Н. Й.Графасом /3,/. Так, удельный суточный проплав составил при переработке твердого шлака 1,-2,0 т/м2, при обработке расплавленного шлака - 3,7-4,0 т/м2 при расходе условного топлива на процесс и 4$ от массы переработанного шлака соответственно. Извлечение металла колебалось от до $ /3/. Этот способ так же позволяет извлечь из шлака только свободный металл, но не решает проблем комплексного использования всех компонентов шлака, ликвидации шлаковых отвалов и охраны природы. Ниже приводятся способы, дающие возможность решить эти проблемы. А.Я. Фшером предложен способ возгонки солей из расплавленного шлака при температуре 0°С и вакууме 0,2-0,3 мм рт. Остатки от возгонки представляли собой рыхлую сыпучую массу, из которой корольки металла можно было отделить рассевом. Способ связан с большим расходом электроэнергии, поэтому рекомендуется автором не в качестве промышленного метода, а как способ металлургического опробования шлаков /,/. В последние годы были предложены способы комплексной термической переработки шлаковых расплавов, представляющие собой улучшенные варианты способа отстаивания: магнитная гидродинамическая (МГД) сепарация и вакуум-термическая ликвация. Первый из этих способов был разработан под руководством Й. Л.Повха /-/. По этому способу расплавленный шлак при температуре 0°С подвергается воздействию скрещенных электрического и магнитного полей так, что вектор плотности тока перпендикулярен вектору магнитной индукции, а возникающая в расплаве электромагнитная объемная сила совпадает по направлению с силой тяжести. При этом в результате различной электропроводности составляющих шлака электромагнитная сила как бы в разной степени увеличивает плотность проводящей (металл) и слабопроводящий (соли) составляющих. Плотность непроводящей составляющей (окисяые и др. Увеличение разности плотностей составляющих приводит к отстаиванию металлических частиц и всплыванию окисных //. При лабораторном опробовании способа МГД-сепарации шлака в стационарном тигле (периодический процесс) было получено три слоя: нижний - -$ металла при извлечении в слой -$, верхний -около $ окислов при извлечении в слой $, средний - осветленный фшос /,/.