Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства

алюминиевых заводах переработка угольной пены производится флотационными методами. На механических флотационных машинах предварительно измельченная и распульпованная пена разделяется на два продукта: камерный продукт - флотационный криолит, который далее повторно используется в процессе электролиза алюминия, и пенный продукт - фторуглеродсодержащие хвосты флотации, которые являются отходами производства и складируются на шламовом поле.

В связи с непостоянством химического и фазового составов угольной пены объем образования хвостов флотации значительно варьируется. В пересчете на одну тонну флотационного криолита выход хвостов флотации колеблется в пределах от 400 до 700 кг [21]. В пересчете на одну тонну производимого алюминия-сырца этот показатель колеблется в пределах от 10 до 25 кг.

Таким образом, на объем хвостов флотации влияют два основных фактора:

-  состав исходной угольной пены в плане содержания фтора и углерода;

-  аппаратурно-технологическое оформление процесса флотации.

2.2. Состав и свойства хвостов флотации

Влажные хвосты флотации непосредственно после процесса флотации представляют собой пластичную пасту черного цвета. Сухие хвосты флотации представляют собой мелкодисперсный порошок черного цвета, их насыпной вес зависит от крупности и варьируется в пределах 0,74-0,8 г/см при угле естественного откоса 32-33°.

По своему составу хвосты флотации являются многокомпонентной смесью, в основном состоящей из углерода (источник углерода - анодная масса) и соединений фтора и алюминия (источник фтористых солей и оксида алюминия - электролит). Данные по химическому составу хвостов флотации, образующихся при переработке угольной пены на механических флотационных машинах [25], представлены в табл. 4.

Исследования дисперсного состава хвостов флотации показали, что средний диаметр частиц в пробах колеблется от 35 мкм до 75 мкм. Крупность частиц зависит, в основном, от условий размола угольной пены. Типичный, усредненный, гранулометрический состав хвостов флотации приведен в табл. 5.

Содержание основных элементов в хвостах флотации угольной пены

Гранулометрический состав хвостов флотации угольной пены

Наиболее тщательные рентгенофазовые исследования хвостов флотации были проведены в лаборатории технической минералогии Сибирской государственной горно-металлургической академии, г. Новокузнецк [26]. Исследования показали, что основными составляющими хвостов флотации после механических флотомашин являются: графит; криолит; хиолит; веберит; глинозем; флюеллит и виллиомит.

Второстепенные соединения с небольшим содержанием представлены: геарксутитом, флюоритом, майенитом, сульфаголитом, шайреритом, буркеитом