Спосіб переробки вторинної алюмінієвмісної сировини

Винахід відноситься до галузі металургії та може бути використай при переробці відходів, вміщуючих чорні та кольорові метали. Відомий спосіб переробки вторинної алюмінійвміщуваної сировини у відбивній печі полягає в тому, що 1015% сировини завантажують під вертикальну фурму, а залишкову частину однаково розподіляють по поду печі. (Авт.свід. №1765221. Бюл. №36 від 30.09.92р.). Цей спосіб дозволяє декілька інтенсифікувати процес виплавки алюмінієвих сплавів і практично не впливає на металургійний вихід. Найбільш близький по суті та досягаємому ефекту є спосіб збіднення шлаків алюмінієвого виробництва, де в якості флюсів використовують суміш деревинної тирси та КСl в співвідношенні 1:(1-1,2) у кількості 3-5% від маси шлаку (Авт.свід. №1067069А бюл. №2 від 15.01.84р.). Недоліком відомого способу є те, що при виплавці алюмінієвих сплавів з використанням вторинної алюмінійвмістчуваної сировини (відсів шлаку, фільтрзалишки та інше), у стані постачання, металургійний вихід не перевищує 65%. Це обумовлено специфікою виплавки алюмінійвміщуючих сплавів, щільність яких зіставлена, а у ряді випадків навіть менша, ніж щільність з’ємного шлаку. Оскільки температура розплавлення алюмінієвого сплаву дорівнює 700-900°С, а температура розплавлення шлаку 1300-1500°С, процес виплавки йде у гетерогенній системі, тому що температура у печі не перевищує 10001200°С. У цьому випадку процес лімітується тепло-масапереносом. Таким чином, для поліпшення умов відділення металевої складової від з’ємного шлаку необхідно ретельно перемішування шихти. Це, з одного боку, приведе до ліпшого прогріву шихти, більш швидкому розплавленню металевої складової та утворенню рідкої ванни, а, з другого боку, до перемішування шлаку з рідким алюмовміщуючим сплавом та його втратам при з'ємі шлаку. Метою даного винаходу є підвищення металургійного виходу, у тому числі, годящої продукції. В основу винаходу поставлене завдання удосконалення способу переробки вторинної алюмовміщуючої сировини шляхом її двоступеневої переробки у спеціальних агрегатах. Поставлене завдання досягається тим, що у заявленому способі, послідуючу переробку, утвореного у відбивній печі з'ємного шлаку проводять у печах барабанного або роторного типу з підшихтовкою його алюмовміщуючими відходами з високим вмістом алюмінію або алюмінієвим брухтом. Алюмовміщуючу сировину, у стані постачання, завантажують в оплавочну камеру відбивній печі в декілька прийомів. Після проплавлення кожної порції сировини, яка завантажена за один прийом, металева складова стікає у копільник, а шлакову складову виділяють у шлаковню. Кількість прийомів завантаження шихти та виділення шлаку утворюють до наповнення робочого об'єму ванни копільника. Потім у копільник подають флюси, проводять ретельне перемішування ванни та виділяють шлак з копільника. Металургійний вихід складає 61%. Подальшу переробку, утвореного у відбивній печі з'ємного шлаку, після його підготовки (роздрібнення, розділу на фракції та інше), проводять у печах барабанного або роторного типу. Конструкція цих печей передбачає їх оберт навколо осі, а також нахил у вертикальній площині для зливу металу та з'єму відробленого шлаку. Після завантаження з'ємного шлаку у роторну піч роблять його нагрів, при вомкнутом механізмі оберту печі. При нагріві та плавленні шихти у ряді випадків відбувається запалювання (окислення) алюмінію. У цьому випадку стримують оберт печі чи (або) знижують розхід газу. Розлив сплаву проводять у чавунній ізложниці масою 4-15кг. Потім летку зачиняють, піч ставлять у горизонтальне положення та проводять нагрів шихти з обертом печі, після чого знов здійснюють випуск утвореного сплаву. З одного завантаження роблять 2-3 злива. Після закінчення плавки піч нахиляють та скачують відроблений шлак у шлаковню. При переробці з'ємного шлаку у першому зливі сплав збагачено алюмінієм і по аналізу відповідає сплаву КР70 (масова доля алюмінію 65-75%). У послідуючих зливах сплав мас більш низький вміст алюмінію (50-60%) та декілька підвищений вміст заліза до 20% (по-суті це підготовчий сплав), внаслідок підвищення температури його правління та підвищення в'язкості погано розливається. Для отримання сплаву КР-70 у послідуючих зливах проводять підшихтовку алюмовміщуючими відходами з високим вмістом алюмінію та більш низьким вмістом заліза (лігатура, алюмошлак, фільтрзалишки, алюмокремістий флюс, інше) або алюмінієвим брухтом. Перевагою печей барабанного чи роторного типу для переробки утвореного у відбивній печі з'ємного шлаку є те, що вони дозволяють здійснити лише перемішування шлакової складової та інтенсифікувати масообмінні процеси. Технологічні показники, отримані при використанні заявляємого способу та прототипу, приведені у таблиці. Спосіб Прототип Фракція, Агрегат мм Відбивна 0-1000 піч Відсів алюмошлаку 1000 Завалка, кг Підшихтовка Флюс З'ємний Алюмінієвий (тирса, Відсів шлак сіль) алюмошлаку брухт 30 Одержано, кг Сплав Відпрацьовани шлак 610 390 З‘ємний шлак Заявлений Варіант1 Відбивна 0-1000 піч Роторна >1,2 піч 1000 390*0,7=273 27,3(10%) 30 13 4 1027,3 Варіант2 Відбивна 0-1000 піч Роторна >1,2 піч 1000 390*0,7=273 140(40%) 1140 30 13 43 610 390*0,3=117 273*0,55=150,15 273*0,45=123 27,3*0,98=26,8 27,3*0,08=0,6 786,1 240,6 610 390*0,3=117 273*0,55=150,15 273*0,45=123 140*0,85=119 140*0,15=21 879,15 261 Примітка: При розсіві шлаку утворюється 30% дрібної фракції 1,2мм. Таким чином, двоступенева переробка ісходної сировини у відбивній печі та послідуюча переробка утворюваного шлаку у роторній печі, з підшихтовкою алюмовміщуючими відходами з високим вмістом алюмінію або алюмінієвим брухтом, дозволяє підвищити металургійний вихід та вихід годящого з 61 до 77%.