Реконструкция участка производства фтористых солей ОАО «РУСАЛ - Новокузнецк» (Общая часть дипломного проекта), страница 9

Учитывая полученные данные по кинетике горения углерода, утилизацию отходов методом высокотемпературной обработки следует рекомендовать для таких отходов, как шлам газоочистки электролиза и хвосты флотации электролитной пены.

Для достижения степени пирогидролиза 80 – 90 % при t = 1200 ⁰C, необходимое время пребывания отходов в зоне высоких температур составляет 4 – 9 мин.

Необходимая температура процесса для обеспечения времени пирогидролиза, сопоставимого со временем горения отходов, составляет 1600 – 1700 ⁰С. Такая температура может развиваться в зоне факела при условии отсутствия разбавления топочных газов вторичным воздухом или при подогреве воздуха, подаваемого в топку[7].

Высокотемпературная обработка 5,0 т/час сухих отходов со средним содержанием фтора 8 % и содержанием углерода 63 %, дают следующий объём и состав отходящих газов (таблица 8).

Таблица 8 – Объём и состав отходящих газов

Такие газы могут быть очищены по двух – или трехступенчатой схеме мокрой очистки содовым раствором с эффективностью 99,6 – 99,8 %.

Полученный при этом раствор фтористого натрия может перерабатываться на регенерационный криолит совместно с основным потоком от аппаратов мокрой газоочистки электролизного производства[7].

Технология переработки отходов путем обжига и пирогидролиза фторидов позволяет осуществлять переработку твердых фторуглеродсодержащих отходов с получением фторида алюминия путем «сухого» фторирования термоактивированного оксида алюминия. Однако, одна из главных проблем, которая возникает при использовании подобных термических методов – это образование прочных настылей, состоящих, главным образом, из алюминатов и алюмосиликатов натрия, кальция и магния с различной температурой плавления.

Чтобы разрешить данную проблему, необходимо максимально разделить фторсодержащие фазы и углерод на стадии подготовки сырья к высокотемпературному процессу. Решением данной проблемы является использование современной технологии флотации[7].

1.3.3  Получение углеродистого восстановителя колонной флотацией

Перспективным направлением в утилизации отходов алюминиевого производства может оказаться их использование в качестве восстановителя в различных пирометаллургических процессах или сжигание на тепловых электрических станциях. Вместе с тем, по содержанию фтора хвосты флотационного обогащения криолита не соответствует требованиям, предъявляемым к твердому топливу. Снижение содержания фтора в хвостах флотации угольной пены возможно при использовании колонных флотационных машин с нисходящим пульповоздушным потоком, которые обладают всеми достоинствами колонных флотомашин. Особенностью данных колонных аппаратов является гидродинамический режим, который позволяет обеспечить ламинарный газожидкостный режим в зоне селекции. При этом достигается возможность процесса селективной деминерализации и избирательная минерализация воздушных пузырьков в пенном слое.

Наличие этих особенностей дает возможность получит наряду с товарным криолитовым концентратом другой промпродукт – высокоуглеродистый концентрат, для которого открываются новые сферы использования в процессе переработки отходов[8]. 

В ходе процесса, дофлотация хвостов обогащения угольной пены в колонном аппарате позволяет за одну операцию уменьшить содержание фтора в пенном продукте с 8,2 % до 5,5 %, при этом содержание углерода повышается с 79,0 % до 84,8 % при одновременном увеличении выпуска вторичного криолита на 3 – 4 %. Схема дофлотации хвостов представлена на рисунке 4.