Preview

Известия вузов. Цветная металлургия

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Очистка глиноземсодержащих сметов методами сухой воздушной классификации

https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-3-73-84

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены вопросы образования и переработки отходов на предприятиях алюминиевого производства. На основе анализа литературных источников и практических данных определены причины образования металлургических отходов на территории РФ. Проанализированы исследования, ведущиеся в научных организациях. Установлено, что для переработки отходов перспективен глиноземсодержащий смет, образующийся в процессе производства алюминиевого сырца на электролизерах с самообжигающимися анодами при различных технологических операциях. Глиноземсодержащий смет представляет собой отходы сложного переменного состава, сметаемые в цехах электролиза. Выявлено что глиноземсодержащий смет состоит из криолита (Na3AlF6), хиолита (Al3F14Na5), корунда (Al2O3), сидерита (FeCo3), пирита (FeS2), кварца (SiO2), полевого шпата ((Ca, Na)(Al, Si) AlSi2O8), углеродистого вещества и техногенной фазы состава (NaF)•1,5CaF2•AlF3. Интерес к их переработке состоит в том, что в них содержится значительное количество ценных компонентов (Na3AlF6, Al2O3, AlF3), извлечение которых и повторное использование в получении алюминия могут способствовать снижению себестоимости единицы продукции. Проблемой является наличие в смете компонентов (SiO2, Fe2O3), которые при попадании в электролит оказывают негативное влияние на процесс электролиза. Результаты изучения химического состава монофракций позволили сделать вывод, что исключение темной (серовато-черной) массы, в которой содержание примесей (SiO2, Fe2O3) максимально, позволит в значительной степени решить поставленную задачу исследования. На основании выдвинутой гипотезы представлены результаты проведения воздушной классификации смета фракций 0—10 и 0—5 мм в каскадно-гравитационном (КГ) и центробежном (КЦ) классификаторах. По результатам выполненных исследований рекомендуется применять в схеме обогащения глиноземсодержащего смета алюминиевого производства воздушную классификацию в КГ смета фракции 0—10 мм.

Об авторах

А. Е. Бурдонов
Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ)
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Обогащение полезных ископаемых и охрана окружающей среды» им. С.Б. Леонова, ИРНИТУ.

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.



В. В. Барахтенко
Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ)
Россия

Кандидат технических наук, доцент кафедры «Обогащение полезных ископаемых и охрана окружающей среды» им. С.Б. Леонова, ИРНИТУ.

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.



Е. В. Зелинская
Иркутский национальный исследовательский технический университет (ИРНИТУ)
Россия

Доктор технических наук, профессор кафедры «Обогащение полезных ископаемых и охрана окружающей среды» им. С.Б. Леонова, ИРНИТУ.

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83.



Л. В. Гавриленко
ООО «Объединенная компания «РУСАЛ Инженерно-технологический центр» (ООО «РУСАЛ ИТЦ»)
Россия

Кандидат технических наук, менеджер ООО «РУСАЛ ИТЦ».

660067, Красноярск, ул. Пограничников, 37/1.



Список литературы

1. Barcelos D.A., Pontes F.V.M., Da Silva F.A.N.G., Castro D.C., Dos Anjos N.O.A., Castilhos Z.C. Gold mining tailing: Environmental availability of metals and human health risk assessment. J. Hazard. Mater. 2020. Vol. 397. Art. 122721. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122721.

2. Ling Q., Dong F., Yang G., Han Y., Nie X., Zhang W., Zong M. Spatial distribution and environmental risk assessment of heavy metals identified in soil of a decommissioned uranium mining area. Hum. Ecolog. Risk Assess. 2020. Vol. 26. No. 5. P. 1149—1163. https://doi.org/10.1080/10807039.2019.1630601.

3. Huan S., Wang Y., Peng J., Di Y., Li B., Zhang L. Recovery of aluminum from waste aluminum alloy by low-temperature molten salt electrolysis. Miner. Eng. 2020. Vol. 154. Art. 154.106386. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2020.106386.

4. Samara F., Attia N., Khamis M., Ali M.H., Alam I. Is acid treatment of secondary aluminum waste products prior to storage and disposal a viable option? Environ. Nanotech-nol. Monitor. Manag. 2020. Vol. 14. Art. 100322 https://doi.org/10.1016/j.enmm.2020.100322.

5. Alzubaidi R. Recycling of aluminum byproduct waste in concrete production. Jordan J. Civ. Eng. Irbid: Jordan Univ Sci. Technol., 2017. Vol. 11. No. 1. P. 15—29.

6. Bazhirov N.S., Dauletiyarov M.S., Bazhirov T.S., Serikbayev B.E., Bazhirova K.N. Research of waste of aluminum production as the raw components in technology of composite cementing materials. News Nat. Acad. Sci. Rep. Kazakh. Ser. Geol. Techn. Sci. 2018. Vol. 1. No. 427. P. 93—98.

7. Mandal A.K., Verma H.R., Sinha O.P. Utilization of aluminum plant's waste for production of insulation bricks. J. Clean. Product. 2017. Vol. 162. P. 949—957. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.06.080.

8. Xu S., Yang X.-H., Tang S.-S., Liu J. Liquid metal activated hydrogen production from waste aluminum for power supply and its life cycle assessment. Int. J. Hydrogen Energy. 2019. Vol. 44. No. 33. P. 17505—17514. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.176.

9. Guo Y., Yu Y., Ren H., Xu L. Scenario-based DEA assessment of energy-saving technological combinations in aluminum industry. J. Clean. Product. 2020. Vol. 260. Art. 260.121010. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121010.

10. Burdonov A.E., Zelinskaya E.V. Complex technology development for processing secondary raw materials of aluminum production for use in the electrolysis process. In: Proc. 29-th Intern. Mineral Processing Congress IMPC-2018 (Moscow, Russia, 17—21 Sept. 2018). Canada: Canad. Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, 2019. P. 3028—3035.

11. Lu T.-T., Li R.-B., Zhao H.-L., Xie M.-Z., Liu F.-Q. Numerical simulation of electro-thermal coupling process for spent cathode carbon block from aluminum electrolysis cell. Gongcheng Kexue Xuebao (Chin. J. Eng.). 2020. Vol. 42. No. 6. P. 731—738. https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.06.10.002.

12. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Карлина А.И., Шахрай С.Г. Получение фтористого алюминия из отходов алюминиевого производства. Цвет. металлы. 2016. No. 4 (880). С. 23—26. https://doi.org/10.17580/tsm.2016.04.04.

13. Castelli A.F., Elsido C., Scaccabarozzi R., Nord L.O., Martel-li E. Optimization of organic rankine cycles for waste heat recovery from aluminum production plants. Front. Energy Res. 2019. Vol. 7. June. Art. 44. https://doi.org/10.3389/fenrg.2019.00044.

14. Tang Y., Li Y., Shi Y., Wang Q., Yuan X., Zuo J. Environmental and economic impacts assessment of prebaked anode production process: A case study in Shandong Province, China. J. Clean. Product. 2018. Vol. 196. P. 1657—1668. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.06.121.

15. Gao S., Xue J., Lang G., Liu R., Bao C., Wang Z., Zhang F. Experimental study on preparation of prebake anodes with high sulfur petroleum coke desulfurized at high temperatures. Miner. Met. Mater. Ser. 2019. P. 1301—1309. https://doi.org/10.1007/978-3-030-05864-7_160.

16. Бурдонов А.Е., Зелинская Е.В., Гавриленко Л.В., Гавриленко А.А. Изучение вещественного состава глинозем-содержащего материала алюминиевых электролизеров для использования в технологии первичного алюминия. Цвет. металлы. 2018. No. 3. С. 32—38. https://doi.org/10.17580/tsm.2018.03.05.

17. Васюнина Н.В., Дубова И.В., Белоусов С.В., Шарыпов Н.А. Рециклинг сметок электролизного производства алюминия. Обогащение руд. 2019. No. 2. С. 39— 44. https://doi.org/10.17580/or.2019.02.07.

18. Dou Y.-H., Liu Y., Liu Y.-B., Xia Q.-B. Effect of Si content on friction-wear properties of high-silicon aluminum alloys fabricated by mechanical alloying and hot pressing. Fenmo Yejin Cailiao Kexue yu Gongcheng (Mater. Sci. Eng. Powder Metall.). 2013. Vol. 18. No. 5. P. 669— 674.

19. Mehdi H. Effect of silicon content on the mechanical properties of aluminum alloy. Int. Res. J. Eng. Technol. 2015. Vol. 2. P. 1326—1330.

20. Zhang L., Gao J., Damoah L.N.W. Removal of iron from aluminum: A review. Miner. Process. Extract. Metall. Rev. 2012. Vol. 33. No. 2. P. 99—157. https://doi.org/10.1080/08827508.2010.542211.


Для цитирования:


Бурдонов А.Е., Барахтенко В.В., Зелинская Е.В., Гавриленко Л.В. Очистка глиноземсодержащих сметов методами сухой воздушной классификации. Известия вузов. Цветная металлургия. 2021;(3):73-84. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-3-73-84

For citation:


Burdonov A.E., Barakhtenko V.V., Zelinskaya E.V., Gavrilenko L.V. Purification of alumina-containing sweepings by dry air classification methods. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya (Izvestiya. Non-Ferrous Metallurgy). 2021;(3):73-84. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0021-3438-2021-3-73-84

Просмотров: 56


ISSN 0021-3438 (Print)
ISSN 2412-8783 (Online)