Макет страницы
Ar
7
2
J
12
6П
Al
11
Рис. 4. Процесс бесфлюсового выделения алюминия из отходов
Йечь 4. Печь может обогреваться любым типом топок, обеспечивающих температуру »750 °С, и должна иметь конструкцию, позволяющую создавать защитный слой инертного газа — аргона, вводимого по линии 5 в процессе нагревания.
Кроме того, печь должна иметь устройство для аккуратного перемешивания шлака после расплавления алюминия. Перемешивание может осуществляться лопастной мешалкой из стали, покрытой защитным слоем карбида кремния, перемещающейся вертикально от верхней к нижней части печи. При использовании такой конструкции скорость вращения составляет 5—20 об/мин.
Возможно противоположное решение, когда перемешивание создается вращением самой печи. Перемешивание должно продолжаться до полной агломерации алюминия в расплавленную глобулу и сбора всей массы металла на дне печи. Как правило достаточно 2—15 мин для выполнения этой операции.
После окончания перемешивания алюминий разливается в соответствующие формы. Нет необходимости оставлять определенное количество расплавленного
металла в печи до следующей загрузки, как это обычно делается при использовании флюсов. Твердый остаток после разливки алюминия представляет собой шлак с низким содержанием алюминия, он направляется по линии 7 в измельчительное устройство 8. Желательно, чтобы это устройство обеспечивало достаточное истирающее действие для освобождения частиц металлического алюминия от окиси алюминия.
После измельчения и истирания по линии 9 шлак подается на просеивание 10, где делится на мелкую и крупную фракции. Мелкая фракция, представляющая собой в основном оксид алюминия, удаляется из процесса. Грубая фракция 12 содержит значительное количество алюминия и возвращается в печь для дополнительного выделения металла. Можно проводить этот процесс без размола, просеивания и стадии рециклизации, но это снижает общий выход алюминия.
В процессе, предложенном П. Н. Папафингосом и Р. Т. Лэнсом (патент США 4030914, 21 июня 1977 г., фирма ъАлумакс Милл Прод акте Инк л), алюминиевый шлак, окалина и съемы с расплава подвергают плавлению в присутствии флюсов, содержащих хлориды натрия или калия, или их смесь в комбинации с хлоридом кальция, доля которого в составе флюса может изменяться от 1 до 50%.
Удаление алюминиевого шлака происходит вместе со значительным количеством расплавленного алюминия, большая часть которого включена в массу шлака и предохраняется от дальнейшего окисления. Часть металлического алюминия, однако, находится на поверхности комков и подвержена действию воздуха. В процессе удаления шлака из печи при температуре 650 0C металлический алюминий, вступающий в контакт с воздухом, подвергается быстрому окислению. Так как в процессе окисления выделяется тепло, при работе с расплавленным и полурасплавлен-иым алюминием возникает пламя, эта реакция называется алюминотермией.
Существующие методы работы с алюминием включают процессы, использующие алюминотермию для создания высокой температуры. При этом создаются благоприятные условия для стенания алюминия и отделения его от массы шлака. Известны также процессы, в которых используется охлаждение, позволяющее освободить включения металлического алюминия из массы шлака.
При использовании методов алюминотермии, помимо значительных потерь металла в результате его окисления происходит выделение большого количества «дыма» — мелких частиц оксида алюминия, диспергированных в воздухе — представляющего опасность для здоровья работающих.
Согласно методу П. Н. Папафингоса и Р. Т. Лэнса, (патент США 4039173, 2 июля 1977 г., фирма чАлумакс Милл Продактс Инк.»), шлак, в основном оксиды и нитриды алюминия, и вкрапленный металлический алюминий быстро переносят из плавильной печи в охлаждаемый барабан; температура менее чем за 3 мин падает ниже 200 °С, выделение алюминия происходит после полного охлаждения.
В большом числе известных способов для выделения металлического алюминия из алюминиевого шлака проводится нагрев под флюсом, состоящим из различ-
