ОСОБЛИВОСТІ ПЕРЕРОБКИ АЛЮМІНІЄВОГО ШЛАКУ СОДОВИМ МЕТОДОМ
DOI:
https://doi.org/10.15407/scine19.04.093Ключові слова:
алюміній, ливарний шлак, металургійний вихід, температура, фазові переходиАнотація
Вступ. Відомо, що легкий алюмінієвий брухт і відходи алюмінієвого виробництва важко ефективно плавити, оскільки він дуже легко окислюється.
Проблематика. Технологія одержання алюмінію шляхом відновлення ливарних шлаків дозволяє суттєво зменшити кількість відходів, знизити витрати електроенергії на виробництво виливок.
Мета. Розробка теоретичних і технологічних основ переробки алюмінієвих відходів та одержання з них високоякісного продукту.
Матеріали й методи. Для визначення металургійного виходу алюмінію однієї плавки в індукційній печі брали 300 г ливарного шлаку. Реагент (каустичну соду 2,0 % від маси шлаку) прожарювали при температурі 250 °С протягом 1 год для видалення вологи та органічних домішок. Шлак поміщали в алундовий тигель та включали нагрів, а при 700 °С додавали соду. Після цього рідкий алюміній заливали у форму й після кристалізації його зважували на аналітичних терезах. Проби для хімічного та спектрального аналізів алюмінію брали згідно з ГОСТ 7565-81. Дослідження структурних і фазових перетворень при нагріванні й охолодженні алюмінієвих зразків проводили диференціально скануючою калориметрією (синхронний термічний аналізатор STA 449F1 Jupiter фірми NETZSCH).
Результати. На рівні гіпотези розроблено механізм процесу переробки металургійного шлаку, який базується на зміні валентності алюмінію з (ІІІ) до (І) і навпаки, залежно від температури протікання реакцій. Встановлено закономірності величини металургійного виходу при переробці низькосортних алюмінійвмісних шлаків. Показано, що при інтенсифікації процесів теплообміну діапазон оптимальних значень параметрів зменшується, а величина металургійного виходу зростає. Досліджено фазові переходи алюмінієвих зразків, які одержано при переробці ливарного алюмінієвого шлаку. Доведено, що такий метод переробки дозволяє отримати алюміній порівняно високої чистоти.
Висновки. Результати роботи можна використовувати для удосконалення технології одержання вторинного алюмінію з відходів алюмінієвого виробництва.
Посилання
Koibash, V. A., Reznikov, A. A. (1976). Equipment for enterprises of secondary non-ferrous metallurgy. Moscow [in Russian].
Shklyar, M. S. (1987). Furnaces for secondary non-ferrous metallurgy. Moscow [in Russian].
Larionov, G. V. (1967). Secondary aluminium. Moscow [in Russian].
Khudyakov, I. F., Doroshkevich, A. P., Klyain, S. E., Guldin, I. T., Fomin, B. A. (1981). Technology of secondary nonferrous metals. Moscow [in Russian].
Galevsky, G. V., Kulagin, N. M., Mintsis, M. Ya. (1998). Metallurgy of secondary aluminum. Novosibirsk [in Russian].
Secondary material resources of non-ferrous metallurgy. Scrap and waste of non-ferrous metals. Directory. (1984). Moscow [in Russian].
Patent WO 2010058172 (A1). (2010). Metal melting apparatus.
Patent JPH 03120322 (A). (1991). Device for melting aluminum swarf.
Gogin, V. B., Shadayev, D. N. (2006). Modern trends in the development of aluminum recycling technology. Light alloy technology, 4, 101—118.
Tribushevsky, L. V., Nemenenok, B. M., Rumyantseva, G. A., Rimoshevsky, V. S. (2015). Analysis of the process of melting aluminum chips and slag in a short-flame rotary furnace. Casting and metallurgy, 2, 42—48.
Patent CA 2977480 (A1). (2015). System and method for melting light gauge metal stock.
Patent US 5882580 (A). (1999). Dross presses.
Patent EP 2331718 (B1). (2015). Electroslag melting method for reprocessing of aluminum slag.
Amer, A. (2010). Aluminum extraction from aluminum industrial wastes. JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society, 62(5), 60—63. https://doi.org/10.1007/s11837-010-0080-0
Xiao, Y., Reuter, M. A., Boin, U. (2012). Aluminum Recycling and Environmental Issues of Salt Slag Treatment. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 40(10), 1861—1875. http://dx.doi.org/10.1080/10934520500183824
Urbach, R. (2010). Where are we now in the field of treatment of dross and salt cake from aluminum recycling. International Aluminum Recycling Workshop. Trondheim. Norway, 2-4.
Necip Ünlü, Drauet, M. G. (2002).Comparison of salt-free aluminum dross treatment processes. Resources, Conservation and Recycling, 36(1), 61—72. https://doi.org/10.1016/S0921-3449(02)00010-1
Yan, X. (2008). Chemical and Electrochemical Processing of aluminum Dross Using Molten Salts. Metallurgical and Materials Tran-Sactions, B, 39(2), 348—363. https://doi.org/10.1007/s11663-008-9135-9
Prillhofer, R., Prillhofer, B., Antrekowitsch, H. (2009). Treatment of residues during aluminum recycling. EPD Congress. M. TMS (The Minerals, Materials Society), 857—862.
GOST 7565-81 (ST SEV 466-77). (2009). Cast iron, steel and alloys. Sampling method for determining the chemical composition.
Shcheretskyi, O. A. (2007). Theoretical and technological basis of production of cast blanks from composite materials based on aluminum and zirconium with dispersed particles. Doctor’s thesis. Kyiv [in Ukrainian].
Verkhovliuk, A. M., Dovbenko, V. V., Chervonyi, I. F. (2020). Processing of aluminum slag. Heritage of European science: engineering and technology, informatics, transport, architecture. Monographic series “European Sciences”. Karlsruhe. Germany, book 2, part 3, 9—36. https://doi.org/10.30888/978-3-9821783-5-6.2020-02-03-080.
Verkhovliuk, A. M., Dovbenko, V. V., Chervonny, I. F. (2019). Technological features of aluminum slag processing. Modern Scientific Researches, 9—18 [in Belarusian]. https://doi.org/10.30889/2523-4692.2019-09-01-003.
Lyakisheva, N. P. (1996). Diagrams of the state of dual metallic systems: D44 Reference book: T. 1. (Sub. community ed. N. P. Lyakisheva). Moscow [in Russian].
Zakharov, A. M. (1990). State diagrams of double and triple systems. Moscow [in Russian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Положення про авторські права Автори, які публікуються у журналі «Наука та інновації», погоджуються на такі умови: Автори зберігають авторські права та надають журналу право першої публікації. Автори можуть вступати в окремі, додаткові договірні угоди для не ексклюзивного розповсюдження надрукованої у журналі «Наука та інновації» версії своєї роботи (статті) (наприклад, розмістити її в інституційному сховищі або опублікувати в своїй книзі), із підтвердженням її первинної публікації у журналі «Наука та інновації». Авторам дозволено розміщувати свою роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їх веб-сайті).

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.