Извлечение фтористых солей из угольной пены и футеровки ванн

Угольная футеровка пропитывается электролитом во время пуска и работы, и, в зависимости от срока службы ванн, может содержать до 20% фтора. Особенно много фтористых солей содержит верхняя часть футеровки, которая извлекается из ванны при ее демонтаже в виде так называемой «пушонки».

Угольная пена, извлекаемая из ванн, содержит 60—75% электролита. Поэтому фтористые соли из пены и угольной футеровки ванн извлекают методом флотации, получая флотационный криолит.

Сначала угольные отходы дробят, затем дозируют «пушонку» к пене в отношении 1: 10 по объему. Смесь поступает в шаровую мельницу на мокрый размол до тонины не менее 75— 85% фракции минус 0,088 мм. Такая степень измельчения обеспечивает хорошее разделение частиц электролита и угля. Пульпу перед флотацией подвергают магнитной сепарации от металлических включений, попадающих от износа шаров и облицовки мельницы.

Флотация угольной пены основана на различной смачиваемости водой поверхности частиц угля и электролита. Частицы электролита хорошо смачиваются водой, а угольные частицы плохо. Разница в способности смачиваться водой еще больше увеличивается при введении в состав пульпы флотореагентов. Они избирательно поглощаются — сорбируются поверхностью частиц угля, и угольные частицы почти полностью перестают смачиваться водой. В качестве флотореагента применяют технический скипидар.

Через взмученную пульпу, содержащую флотореагент, пропускают пузырьки воздуха, которые, как и частицы угля, избирательно собирают на своей поверхности флотореагент. Покрытые одинаковыми веществами частицы угля и пузырьки воздуха легко слипаются, поднимаются и перетекают с частью жидкости через край в виде пены. Частицы электролита не прилипают к пузырькам воздуха и оседают на дно.

Угольную пену флотируют на двух флотационных машинах Основная флотация производится на первой флотационной машине, где частицы угля в виде пены поднимаются на поверхность жидкости. Пена гребками собирается в желоб, а криолитовая пульпа поступает на перечистку во вторую машину.

Криолитовый концентрат сгущают в баке-сгустителе, фильтруют на вакуум-фультре, после чего флотационный криолит с содержанием влаги 18—25% сушат в многоподовой печи, обогреваемой паром и снабженной гребковым перемешивающим устройством.

Сухой готовый флотационный криолит должен отвечать техническим условиям и содержать:

- не менее 39% фтора,

- не более 0,9% окиси железа, 0,5% окиси кремния, 1,8% углерода и 4,0% влаги.

На получение 1 т флотационного криолита расходуется (в среднем) 1,5 т угольной пены. Готовый флотационный криолит используют в электролизном цехе завода.

Недостатком флотационного метода является сложность и недостаточная экономичность.

Более простым и экономичным методом извлечения из угольной пены фтористых солей является выжигание из нее угольных частиц в специально сооруженной траншее на открытой и безопасной в противопожарном отношении площадке завода. Полученный таким образом криолит содержит фтора не менее 39%, окиси железа 0,32—0,5%, окиси кремния 0,3—0,35% и углерода 0,4—1,6%, т. е. данный продукт получается лучшего качества, чем при флотации, и дешевле на 20—30%.

Утилизация прочих отходов

В процессе работы электролизных цехов образуются и другие (кроме газов и угольной пены) отходы: сметки, обрезь, стружка, сплесы, шлаки и т. п.

Рассыпанные и распыленные при транспортировке и загрузке в ванны глинозем и фтористые соли падают на пол цеха, сквозь напольные решётки просыпаются под корпус, в шинные и вентиляционные каналы, оседают на подкрановые пути и т. п. При чистке их собирают, и полученные сметки используют для питания низкосортных (старых) ванн. Сметки состоят главным образом из глинозема, загрязненного фтористыми солями, углеродистыми материалами и окислами железа и кремния.

Шлаки и сплёсы получаются при выливке и транспортировке металла из электролизных корпусов в литейные отделения, при рафинировании алюминия и разливке его в слитки, при производстве силумина. Эти отходы возвращают для переработки в электролизные корпуса и переплавляют в ваннах. При этом шлаки и сплесы с низким содержанием примесей загружают преимущественно в ванны, имеющие горячий ход, а низкосортный шлак и сплёсы загружают в ванны, дающие металл пониженного качества.

Силуминовые шлаки и сплесы в связи с тем, что они содержат повышенное количество кремния (до 13%), переплавляют в специальной ванне.

Обрезь и стружка получаются при разрезке слитков (вайербарсов). Эти отходы практически полностью состоят из металла, поэтому их переплавляют в обычных электролизёрах.