СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C01F7/54 C01F7/50 

Описание патента на изобретение RU2030360C1

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения гранулированных фтористых солей, применяемых в электролитическом производстве алюминия.

Корректировка электролита и питание электролизера фтористыми солями в компактном виде позволяет на 25-30% сократить выделение фтористых соединений в атмосферу и их расход.

Известен способ получения гранулированного криолита из пасты влажностью 18-25% в противоточной вращающейся барабанной печи с внутренним обогревом, включающий нагрев пасты при линейной скорости вращения барабана печи 0,14-0,22 м/с сначала до 200-300оС со скоростью 5-10оС/мин, а затем до 800-900оС со скоростью 30-40оС/мин. Данный способ по технической сущности и достигаемому результату принят за прототип.

При получении продукта по этому способу значительны энергозатраты и потери фтора в процессе, ограничены технологические возможности применения получаемого гранулированного продукта.

Для снижения энергозатрат и расширения технологических возможностей применения продукта в способе получения гранулированных фтористых солей для электролитического производства алюминия, включающем гранулирование увлажненных фтористых солей и термообработку гранул, перед гранулированием порошкообразные исходные соли предварительно измельчают до содержания в них фракции размером не более 8 мкм в количестве не менее 25 мас.%, а в качестве фтористых солей используют или фтористый алюминий, или технический криолит, или их смесь, или смесь фтористого алюминия с фтористым натрием, или смесь технического криолита с фтористым натрием.

Фтористые соли для алюминиевой промышленности получают на специализированных производствах в виде мелкокристаллических продуктов со средними размерами частиц: 20-30 мкм - криолит, 10-80 мкм - фторид алюминия, 200-400 мкм - фторид натрия.

Экспериментально установлено, что при содержании в порошкообразном фторсодержащем материале любого состава фракции не более 8 мкм в количестве не менее 25 мас. % , интенсифицируется процесс гранулообразования материала, резко снижаются энергозатраты при термообработке за счет снижения температуры.

Технология дает возможность гранулировать смеси фтористых солей при любых соотношениях компонентов, а также и однокомпонентного состава, например фтористый алюминий, гранулирование которого без связующих или других компонентов ранее не производилось. Способ позволяет получать гранулированный материал с практически неограниченными технологическими возможностями его применения в электролитическом производстве алюминия, обеспечивает достаточную прочность гранул и высокую плотность - 1,8-1,9 кг/см3. В 1,8-2 раза снижаются энергозатраты в процессе без снижения качества готового продукта.

Гранулирование фтористых солей осуществляют следующим образом: производят измельчение порошкообразного фторсодержащего материала в шаровой мельнице тонкого помола до содержания в нем фракции не более 8 мкм в количестве не менее 25 мас.%, крупность частиц материала определяют на лазерном гранулометpе "Cilas 715"; увлажняют полученный материал до содержания в нем влаги 20-22% и на тарельчатом грануляторе производят гранулирование; производят естественную сушку гранул на воздухе в течение 6-8 ч; проводят прокалку гранул при 300-350оС в течение 30 мин.

При содержании в составе фторсодержащего материала фракции не более 8 мкм в количестве менее 25 мас.%, затруднен процесс гранулирования и получаемые гранулы имеют малую плотность и прочность.

Естественная сушка на воздухе в течение 6-8 ч предназначена для удаления из гранул капиллярной влаги.

Термообработка при 300-350оС в течение 30 мин - для удаления из гранул адсорбционной и гидратносвязанной влаги. При температурах термообработки менее 300оС значительна остаточная влажность гранул, что ведет в дальнейшем к пирогидролизу фтористого алюминия к росту потерь фтора.

Необходимым условием гранулообразования является увлажнение порошкообразного фторсодержащего материала, содержащего не менее 25 мас.% фракции не более 8 мкм, до содержания влаги 20-22%. При содержании влаги менее 20% гранулообразование либо затруднено, либо не происходит совсем. При содержании влаги более 22% в гранулах сохраняется значительная остаточная влажность, что влечет рост энергозатрат при термообработке.

Различные варианты компонентного состава порошкообразного фторсодержащего материала позволяют значительно расширить технологические возможности применения получаемого гранулированного продукта и использовать его как для корректировок состава электролита, так и для питания электролизера фтористыми солями.

Гранулы, имеющие плотность 1,8-1,9 г/см3, частично погружаются в электролит (плотность 2,1 г/см3), что в значительной мере снижает потери фтористых солей, в основном фтористого алюминия, за счет возгонки.

П р и м е р 1. 10 кг технического фторида алюминия по ГОСТ 1918-78 с содержанием AlF3 91,8% и потери при прокалке (п.п.п.) - 1,9% измельчали в лабораторной шаровой мельнице емкостью 90 л в течение 2 ч. После измельчения определяли крупность полученного продукта на лазерном гранулометре модели "CiLaS 715". Содержание частиц с размерами 8 мкм и менее составляло 25,6% . Измельченный материал гранулировали на крупнолабораторном тарельчатом грануляторе с диаметром тарелки 1 м. При этом на тарель гранулятора разбрызгивали 2,5 л воды. Полученные гранулы с начальной влажностью 20% выдерживали при комнатной температуре в течение 6 ч, а затем просушивали в муфельной печи при температуре 300±5оС в течение 30 мин. Готовый продукт был представлен гранулами с размером от 4 до 20 мм. Плотность материала в гранулах составила 1,8 г/см3. Для механических испытаний были отобраны гранулы сферической формы с диаметром 10±0,5 мм. Испытания проводили на лабораторном прессе путем раздавливания гранул между параллельными плоскостями. Средняя разрушающая нагрузка составила 11 кг/гранулу. Содержание основного вещества в гранулированном продукте составило 91,3%, п.п.п. 2,2%. Потери фтора при термообработке составили 0,5%.

П р и м е р 2. 10 кг технического криолита по ГОСТ 10561-80 с содержанием F 54,8% Na 25,8%, Al 17,1% п.п.п. 1,0% измельчали в лабораторной мельнице в течение 2 ч и определяли размеры частиц полученного материала на лазерном гранулометре. Содержание частиц с размерами 8 мкм и менее составило 25,8%. Этот порошкообразный криолит гранулировали на лабораторном тарельчатом грануляторе при одновременном увлажнении, для чего на гранулятор подавали 2,8 л воды. Полученные гранулы с начальной влажностью 21,8% выдерживали при комнатной температуре в течение 7 ч, а затем сушили в муфельной печи при температуре 300±5оС в течение 30 мин. Готовый продукт был представлен гранулами от 5 до 15 мм с плотностью 1,9 г/см3. Для механических испытаний были отобраны гранулы сферической формы с диаметром 10±0,5 мм. Средняя разрушающая нагрузка составила 12,5 кг/гранулу. Потери фтора при термообработке cоcтавили 0,22%.

Результаты экспериментов по обработке технологических параметров процесса и свойства получаемых гранулированных материалов приведены в табл.1 и 2. В табл.1 приведены компонентные и фракционные составы и влажность подаваемых на гранулирование порошкообразных фторсодержащих материалов; а в табл.2 - параметры термообработки и свойства гранулированных материалов.

Похожие патенты RU2030360C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИХ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ 1993
  • Карнаухов Е.Н.
  • Комлев М.Ю.
  • Кохановский С.А.
  • Бутолин А.В.
  • Еремеев Н.Ф.
RU2087595C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОЙ ШИХТЫ ДЛЯ ВВЕДЕНИЯ В ЭЛЕКТРОЛИТ АЛЮМИНИЕВЫХ ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ 1998
  • Карнаухов Е.Н.
  • Елагин П.И.
  • Скорняков В.И.
  • Гринберг И.С.
  • Рагозин Л.В.
  • Щапов Е.Н.
  • Максютов Е.Н.
RU2135413C1
ГРАНУЛИРОВАННАЯ ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ (ВАРИАНТЫ) И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1996
  • Карнаухов Е.Н.
  • Елагин П.И.
  • Рагозин Л.В.
  • Гринберг И.С.
  • Щапов Е.Н.
  • Максютов Е.Н.
RU2092623C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТИЙСОДЕРЖАЩИХ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ 1998
  • Дорофеев В.В.
  • Ржечицкий Э.П.
  • Ковадло П.Г.
  • Беляев С.А.
  • Рагозин Л.В.
  • Боровик В.А.
RU2147557C1
СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ФТОРИДА АЛЮМИНИЯ 2004
  • Кожевников А.В.
  • Родин В.И.
  • Громова И.Н.
  • Казаков А.И.
  • Зайцев В.А.
  • Терсин В.А.
  • Классен П.В.
  • Ракчеева Л.В.
  • Кременецкая Е.В.
RU2243160C1
Способ получения проппанта и проппант 2021
  • Мигаль Виктор Павлович
  • Новиков Александр Николаевич
  • Новиков Николай Александрович
  • Сакулин Андрей Вячеславович
  • Салагина Галина Николаевна
  • Симановский Борис Абрамович
  • Розанов Олег Михайлович
RU2784663C1
СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ДИСПЕРСНЫХ СРЕД НА ТАРЕЛЬЧАТОМ ГРАНУЛЯТОРЕ 2009
  • Назаров Вячеслав Иванович
  • Морозов Антон Николаевич
  • Макаренков Дмитрий Анатольевич
RU2410152C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРИСТОГО АЛЮМИНИЯ 2011
  • Ржечицкий Эдвард Петрович
  • Кондратьев Виктор Викторович
  • Ржечицкий Александр Эдвардович
  • Ржечицкая Анфиса Ивановна
RU2462418C1
Способ получения гранулированного криолита 1989
  • Истомин Станислав Павлович
  • Жирнаков Виктор Сергеевич
  • Минцис Михаил Яковлевич
  • Еруженец Александр Афанасьевич
  • Махалов Юрий Сергеевич
SU1650588A1
СПОСОБ ПУСКА АЛЮМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА ПОСЛЕ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА 2001
  • Рагозин Л.В.
  • Куликов Б.П.
  • Ефимов А.А.
  • Дворников В.А.
  • Горковенко В.И.
  • Модин Н.М.
  • Морозов В.С.
RU2188256C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 030 360 C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ

Порошкообразный фторсодержащий материал предварительно измельчают до содержания в нем фракции не более 8 мкм в количестве не менее 25 мас.%, увлажняют, а после увлажнения осуществляют термообработку подсушенных гранул при 300-350°С. В качестве фторсодержащего материала используют фтористый алюминий, технический криолит, смеси фтористого алюминия с криолитом и фтористым натрием, смесь технического криолита с фтористым натрием. Получают гранулированный материал, средняя разрушающая нагрузка которого до 13 кг/гранулу. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения RU 2 030 360 C1

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФТОРИСТЫХ СОЛЕЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ, включающий гранулирование увлажненных фтористых солей и термообработку гранул, отличающийся тем, что перед гранулированием порошкообразные исходные соли предварительно измельчают до содержания в них фракции размером не более 8 мкм в количестве не менее 25 мас.%. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фтористой соли используют фтористый алюминий, или технический криолит, или их смесь, или смесь фтористого алюминия с фтористым натрием, или смесь технического криолита с фтористым натрием.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2030360C1

Способ получения гранулированного криолита 1989
  • Истомин Станислав Павлович
  • Жирнаков Виктор Сергеевич
  • Минцис Михаил Яковлевич
  • Еруженец Александр Афанасьевич
  • Махалов Юрий Сергеевич
SU1650588A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 030 360 C1

Авторы

Никитенко В.К.

Солонин Г.В.

Карнаухов Е.Н.

Бутолин А.В.

Комлев М.Ю.

Черняховский Л.В.

Даты

1995-03-10Публикация

1991-07-02Подача