Безотходная переработка фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия

1 РАЗДЕЛ t. ПОЛУЧЕНИЕ АЛЮМИНИЯ. ЭКОЛОГИЯ

БЕЗОТХОДНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ФТОРУГЛЕРОДСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

(ХВОСТЫ ФЛОТАЦИИ. ШЛАМ ГАЗООЧИСТКИ, ПЫЛЬ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРОВ)

Э.П. РжечицкиЙ, В.В. Кондратьев

ОАО «Сибирский научно исследовательский, конструкторский и проектный институт алюминиевой и электродной промышленности*, г. Иркутск, Россия

Электролитический способ получения алюминия сопровождается образованием 40-60 кг фтор- углерод содержат их отходов на 1 тонну алюминия в зависимости от типа электролизеров. Тонко- дисперсные отходы (шлам и пыль газоочистки, хвосты флотации угольной пены) содержат, %:

F — 5-25; А1 - 3-28; Na - 3-15; К - 0,4-1,0; Са - 0,3-1.0;

Mg — 0,2-0,8; Si -0,10,3; S - 0,5-3,0; С - 15-75.

Кроме того, в этих отходах содержатся Be, V, Ва, Ti и Оа. Минералогический состав представлен криолитом, фторидом натрия, эльпасолитом, фторидом кальция, фторидом магния, оке: дом алюминия, оксидом железа, диоксидом кремния, карбонатом калыхия, углеродом, сульфатом натрия. В шламах газоочистки и пыл их также содержатся смолистые вещества в количестве 2-3%.

По внешнему состоянию тонкодисперсные отходы находятся в виде пульпы с Ж:Т=2+8:1. Пыль электрофильтров также может находиться либо в виде пульпы, либо в виде порошка. На шламовых полях тонкодисперсные отходы находятся в виде осевшего ила с образованием в ряде мест сухих пляжей.

Основная масса тонкодисперсных отходов имеет крупность менее 0,2 мм — 90%, при этом доля тонких отходов менее 0,05 мм составляет около 70%.

В связи с тем, что с данными вилами отходов теряются ценные для электролиза компоненты (фтористые соли, глинозем) и наносится вред окружающей среде в результате складирования их на шламовых полях, к настоящему времени разработано несколько технологий и предложений по переработке отходов.

Одним из основных способов является выщелачивание тонкодисперсных фторуглеродсодер- жащих отходов. Полученный раствор используется для осаждения криолига при взаимодействии с алюминатным раствором, а шлам после выщелачивания, содержащий около 5% фтора, либо складируется на шламовом поле, либо используется в производстве глинозема. Данная технология безотходна, но в условиях алюминиевого завода без производства глинозема не применима. К тому же вторичный криолит имеет криолитовое отношение 2,8 3,0, тогда как в данный момент практически на всех заводах применяется электролит с пониженным криолитовым отношением

2,3-2,5, что увеличивает выход по току.

Другой способ заключается в применении флотации и i идросепарации хтя переработки пы. электрофильтров и шламов газоочистки. В результате реализации этого способа образуется фторг л иноземный концентрат в количестве 4-6 кг на 1 тонну алюминия, который имеет достаточно низкое качество из-за высокого содержания углерода (5 10%) и окислов железа Концентрат используется в производстве алюминия в виде шихты с регенерационным криолитом, а вторичный шлам не используется.

Также существует технология термической переработки отходов пирогидролизом, в результате которой образуется газообразный HF. используемый далее для получения либо раствора фторида натрия, либо плавиковой кислоты. Но данный метод достаточно сложен в осуществлении, так как используются высокие температуры (-1200°С) и сложная система контроля.

Все остальные способы (сернокислотное разложение, извлечение галлия из пыли электрофильтров. утилизация хвостов флотации в производстве строительных материалов и др.) также решают проблему лишь частично: либо с образованием вторичных неперерабатываемых шламов. либо с потерей фтора для алюминиевого завода.

^ учетом анализа достоинств и недостатков всех вышеперечисленных технологий фтору г леродс одер жащи х отходов нами разработана перспективная безотходная технология утяли- зации хвостов флотации угольной пены_г шлама и пыли газоочистки, которая также применима для работы «со шламового поля» и при необходимости может включать переработку отработав ион угольной футеровки электролизеров Технология может быть реализована на любом алюминиевом заводе с различными системами газоочистки («сухая* со скрубберами сероочистки

с электрофильтрами и скрубберами содовой газоочистки) и позволяет получить следующие продукты:

—  низкомодульный криолит с криолитовым отношением 1,8*2,4;

—  топливные брикеты с достаточно высокой теплотворной способностью

(порядка 21000 кДж/кг);

—  товарный сульфат натрия высшего сорта (99,4% основного вещества).

Перспективная технологическая схема представлена на рис. 1.