Способ получения алюминия Советский патент 1986 года по МПК C22B21/02 

ю

vl

со о

Изобретение относится к металлургии легких металлов и, в частности, касается производства алюминия прямым восстановлением окисла алюминия углеродом.

Целью изобретения является повышение выхода продукта и улучшение его качества.

Изобретение заключается в том, что конденсацию газообразного алюминия, полученного в процессе двустадийной термической обработки алюминийуглеродсодержащей шихты, проводят в конденсаткамере жидким алюминием, подаваемым в объем газообразного алюминия в количестве 38100% от исходного содержания алюминия в шихте.

На фиг.1-3 изображена схема установки для осуществления способа. Установка состоит из первой нагревательной камеры 1, футерованной графитовыми блоками, имеет отверстия 2, предназначенные для удаления окиси углерода, снабжена графитовыми электродами 3 сопротивления для нагрева шихты, угольный под 4 печи, выполненный наклонным с изменяюО

щимся углом 0-20, высокотемпературной нагревательной камерой 5, нагре в Которой может быть осуществлен либо электродами 3, либо плазмотроном |установленным вертикально (не показан) , газоотводящим рукавом 6, автоматической задвижкой 7 для отсекания потока газа и конденсационной камерой 8.

Конденсационная колонка 8 может быть двух конструкций (фиг.2) и выполнена из стального кожуха 9, футерованного асбестом и глиноземом на жидком стекле. Для подвода газа из восстановительной камеры колонка снабжена рукавом с клапаном 10, а для разгрузки металла - выпускным клапаном 11, для орошения трубопроводом 12.

Колонка внутри разделен тремя стальными решетками 13, которые закреплены разъемно на кожухе 9 болтами. На решетки загружены шары 14 из инертного материала диаметром 5-8 м В верхней части колонка снабжена рапылительными форсунками 15 для пода жидкого алюминия насосом 16 из резевуара 17.

Брикеты шихты подают транспортером горизонтально в камеру 1 лредварительного нагрева,-футерованную графитовыми блоками и имеющую наклонный под 4. Необходимую температуру (14001800 С) поддерживают при помощи графитового электрода 3 сопротивления. В результате предварительного обжига удаляют основную массу влаги летучих окиси углерода.

Основная масса образующейся окиси углерода уходит из камеры за счет естественной тяги через отверстия 2 в своде печи и за счет разности давления газа внутри печи и снаружи, т. к моменту образования газообразного алюминия в восстановительной камере 5 нагреваемой либо электродами 3, либо плазмотроном, количество СО незначительно, что исключает какие-либо осложнения при конденсации газов.

Процесс в конденсационной колонке 8 идет непрерывно при давлении 1 атм.

Газовая смесь из восстановительной камеры 5 по газоотводящему рукаву 6 через клапан 10 поступает в колонку 8, заполненную шарами 14 из инертного материала, расположенными на стальных решетках 13. Газ распределяется по всему объему колонки 8 и орошается жидким алюминием, подаваемым в количестве 38-100% от исходного содержания алюминия в шихте с помощью насоса 16 из резервуара 17 через распьшительные форсунки 15. Дозировка алюминия осуществляется по замкнутому циклу.

Другая схема осуществления способа показана на фиг.З. Для орошения газообразного алюминия камера снабжена трубопроводом 18 для перекачки жидкого алюминия и оросительными воронками 19.

Зависимость извлечения алюминия из газовой смеси от условий проведения процесса конденсации показана в таблице.

Как видно из таблицы,при дозировке Af в количестве 38-100% газовая смесь становится насыщенной, пар достигает точки росы и начинается интенсивное вьоделение жидкого алюминия.

Приложение внешнего давления к газовой смеси от 2 до 3 атм приводит к изменению термодинамических условий равновесия газовой смеси и сдвигает равновесие в сторону выделения жидкого алюминия (т.е. повьш1ается

3

парциальное давление алюминия и достигается смесью точка росы).

Дозировка Af свьше 100% экономически нецелесообразна ввиду перегрузки агрегата избыточным материалом и из-за дополнительных энергетических затрат.

Дозировка At ниже 38% и общее давление ниже 2 атм не дают эффекта из-за того, что парциальное давление AI недостаточно в газовой смеси (концентрация AF недостаточна для насыщения пара, процесс конденсации идет в незначительной степени),

Изобретение позволит получать алюминий более высокого качества по примесям за счет исключения из системы посторонних газов (Н и СН) и разбавления жидким чистым алюминием при кондентсации газообразного. Выход

9074

чистого продукта также повьппен за счет того, что конденсация газообразного алюминия приводится в объеме, а не на плоскости.

Формула изобретения

Способ получения алюминия, включающий двустадийную термическую .обработку апк 1инийуглеродсодержащей шихты с последующей конденсацией полученного газообразного алюминия, отличающийся тем, что, с целью повьппения выхода продукта и улучшения его качества, конденсацию осуществляют жидким алюминием, подаваемым в объем газообразного алюминия в количестве 38-100% от исходного содержания алюминия в шихте.

Изобретение относится к области производства алюминия восстановлением окиси алюминия углеродом. Целью изобретения является повышение выхода продукта и улучшение его качества. Газовая смесь из восстановительной камеры по газоотводящему рукаву поступает в колонку. Газовая смесь распределяется по всему объему и орошается жидким алюминием, подаваемым в количестве 38-100% от исходного содержания алюминия в шихте. Дозировка алюминия осуществляется по замкнутому циклу. 3 Ш1., 1 табл.

w////////// m. .2 Газ

Фиг.З из лечи