[RU]

1. Способ извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака путем переработки указанного алюминиевого шлака, при этом указанный способ включает транспортировку горячего шлака из печи, содержащей расплавленный алюминий и вырабатывающей указанный шлак, при этом указанный горячий шлак содержит оксиды и первоначальное содержание металлического алюминия и содержится в приемнике для переработки шлака, частично заполняя этот приемник; при этом указанный приемник для переработки шлака содержит противостоящие торцевые стенки, каждая из которых содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из приемника, при этом указанные выпуски расположены на некоторой высоте между полом указанного приемника и съемной крышкой, закрывающей указанный приемник; размещение указанного приемника для переработки шлака на качалке для качания указанного приемника с целью попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника; приведение качалки в действие для попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника с целью разливки расплавленного алюминия из указанных выпусков; продолжение указанного качания и разливки до тех пор, пока по меньшей мере 70 вес.% первоначального содержания металлического алюминия не будет разлито.

2. Способ по п.1, в котором указанный горячий шлак заполняет до 40% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака.

3. Способ по п.1, в котором температура указанного горячего шлака составляет от 600 до 860°С.

4. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре выше указанного интервала температур охлаждают до температуры в пределах указанного интервала температур, добавляя и примешивая предварительно охлажденный шлак, при этом температура указанного предварительно охлажденного шлака составляет менее 680°С.

5. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре ниже указанного интервала температур нагревают до температуры в пределах указанного интервала температур, продувая воздух в указанный горячий шлак.

6. Способ по п.1, в котором указанная качалка опускает указанный противостоящий торец так, что пол указанного приемника находится под углом 65-85° относительно горизонтального положения.

7. Устройство для извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака, при этом указанное устройство содержит приемник, при этом указанный приемник содержит две противостоящие торцевые стенки, две противостоящие боковые стенки, пол и съемную крышку, при этом каждая из указанных противостоящих торцевых стенок содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника, при этом указанный выпуск или выпуски расположены на некоторой высоте между указанным полом указанного приемника и указанной крышкой, закрывающей указанный приемник; качалку, установленную на опорной конструкции, при этом указанная качалка содержит станину и качающий механизм для качания указанной станины, при этом указанная станина предназначена для установки указанного приемника на указанной качалке; и емкость для улавливания расплавленного алюминия, разливаемого из указанных выпусков.

8. Устройство по п.7, в котором, по меньшей мере, некоторые части указанных противостоящих стенок, примыкающие к полу, являются сходящимися в направлении пола.

9. Устройство по п.8, в котором указанные противостоящие стенки являются параллельными в верхней части и сходящимися в направлении к полу в нижней части так, что верхняя часть указанного приемника имеет кубическую форму, а нижняя часть указанного приемника имеет форму усеченной пирамиды.

10. Устройство по п.9, в котором указанные выпуски для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника расположены в указанных противостоящих торцевых стенках на стыке, сформированном между указанной верхней частью и указанной нижней частью указанного приемника.

11. Устройство по п.7, в котором указанную съемную крышку прикрепляют к указанному приемнику посредством крепежного механизма.

12. Устройство по п.7, в котором указанный приемник также содержит по меньшей мере один крепежный паз для вмещения крепежного выступа указанной станины.

13. Устройство по п.12, в котором указанная станина для установки указанного приемника на указанную качалку содержит по меньшей мере один горизонтально выступающий выступ для вхождения в зацепление с крепежным пазом.

14. Устройство по п.7, в котором указанный качающий механизм представляет собой гидравлическое устройство или электрический двигатель.

15. Устройство по п.7, в котором приемник, станина и емкость заключены в корпус.

(57) Реферат / Формула:

1. Способ извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака путем переработки указанного алюминиевого шлака, при этом указанный способ включает транспортировку горячего шлака из печи, содержащей расплавленный алюминий и вырабатывающей указанный шлак, при этом указанный горячий шлак содержит оксиды и первоначальное содержание металлического алюминия и содержится в приемнике для переработки шлака, частично заполняя этот приемник; при этом указанный приемник для переработки шлака содержит противостоящие торцевые стенки, каждая из которых содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из приемника, при этом указанные выпуски расположены на некоторой высоте между полом указанного приемника и съемной крышкой, закрывающей указанный приемник; размещение указанного приемника для переработки шлака на качалке для качания указанного приемника с целью попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника; приведение качалки в действие для попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника с целью разливки расплавленного алюминия из указанных выпусков; продолжение указанного качания и разливки до тех пор, пока по меньшей мере 70 вес.% первоначального содержания металлического алюминия не будет разлито.

2. Способ по п.1, в котором указанный горячий шлак заполняет до 40% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака.

3. Способ по п.1, в котором температура указанного горячего шлака составляет от 600 до 860°С.

4. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре выше указанного интервала температур охлаждают до температуры в пределах указанного интервала температур, добавляя и примешивая предварительно охлажденный шлак, при этом температура указанного предварительно охлажденного шлака составляет менее 680°С.

5. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре ниже указанного интервала температур нагревают до температуры в пределах указанного интервала температур, продувая воздух в указанный горячий шлак.

6. Способ по п.1, в котором указанная качалка опускает указанный противостоящий торец так, что пол указанного приемника находится под углом 65-85° относительно горизонтального положения.

7. Устройство для извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака, при этом указанное устройство содержит приемник, при этом указанный приемник содержит две противостоящие торцевые стенки, две противостоящие боковые стенки, пол и съемную крышку, при этом каждая из указанных противостоящих торцевых стенок содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника, при этом указанный выпуск или выпуски расположены на некоторой высоте между указанным полом указанного приемника и указанной крышкой, закрывающей указанный приемник; качалку, установленную на опорной конструкции, при этом указанная качалка содержит станину и качающий механизм для качания указанной станины, при этом указанная станина предназначена для установки указанного приемника на указанной качалке; и емкость для улавливания расплавленного алюминия, разливаемого из указанных выпусков.

8. Устройство по п.7, в котором, по меньшей мере, некоторые части указанных противостоящих стенок, примыкающие к полу, являются сходящимися в направлении пола.

9. Устройство по п.8, в котором указанные противостоящие стенки являются параллельными в верхней части и сходящимися в направлении к полу в нижней части так, что верхняя часть указанного приемника имеет кубическую форму, а нижняя часть указанного приемника имеет форму усеченной пирамиды.

10. Устройство по п.9, в котором указанные выпуски для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника расположены в указанных противостоящих торцевых стенках на стыке, сформированном между указанной верхней частью и указанной нижней частью указанного приемника.

11. Устройство по п.7, в котором указанную съемную крышку прикрепляют к указанному приемнику посредством крепежного механизма.

12. Устройство по п.7, в котором указанный приемник также содержит по меньшей мере один крепежный паз для вмещения крепежного выступа указанной станины.

13. Устройство по п.12, в котором указанная станина для установки указанного приемника на указанную качалку содержит по меньшей мере один горизонтально выступающий выступ для вхождения в зацепление с крепежным пазом.

14. Устройство по п.7, в котором указанный качающий механизм представляет собой гидравлическое устройство или электрический двигатель.

15. Устройство по п.7, в котором приемник, станина и емкость заключены в корпус.

---

Евразийское 028370 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.11.30
(21) Номер заявки 201690086
(22) Дата подачи заявки 2014.06.25
(51) Int. Cl. C22B 7/04 (2006.01) C22B 21/00 (2006.01)
(54) ПЕРЕРАБОТКА АЛЮМИНИЕВОГО ШЛАКА
(31) 1311344.4
(32) 2013.06.26
(33) GB
(43) 2016.05.31
(86) PCT/EP2014/063452
(87) WO 2014/207072 2014.12.31
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ТАХА ИНТЕРНЭШНЛ СА (LU)
(72) Изобретатель:
Поллманн Фрэнк (BH)
(74) Представитель:
Носырева Е.Л. (RU)
(56) Michel G. Drouet ET AL.: "Drosrite Salt-Free Processing of Hot Aluminum Dross" In: "Recycling of Metals and Engineered Materials", 1 August 2000 (2000-08-01), John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, USA, XP055140911, ISBN: 978-1-11-882046-9, pages 1135-1145, DOI: 10.1002/9781118788073.ch98, the whole document
UNLU N. ET AL.: "Comparison of salt-free aluminum dross treatment processes", RESOURCES CONSERVATION AND RECYCLING, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHER, AMSTERDAM, NL, vol. 36, no. 1, 1 July 2002 (2002-07-01), pages
61-72, XP004393588, ISSN: 0921-3449, DOI: 10.1016/50921-3449(02)00010-1 the whole document
PETERSON ET AL.: "A historical perspective
on dross processing", MATERIALS SCIENCE FORUM, vol. 693, 1 January 2011 (2011-01-01),
pages 13-23, XP009180223, the whole document
WO-A1-9739155
US-A1-2004050211
EP-A2-0322207
N.N.: "Aluminium Dross Recycledinto Fertilizer in New Zealand", Waste Management World, 27 October 2011
(2011-10-27), XP002730073, Retrieved from the Internet: URL:http://www.waste-management-world/ com/articles/2011/10/aluminium-dross-recycled-into-ferti1izer-in-new-zealand.html [retrieved 2014-09-17] the whole document
Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству и процессу для переработки алюминиевого шлака.
Предпосылки
Каждый производитель первичного алюминия, плавильщик или производитель вторичного алюминия сталкивается с тем, что во всех процессах, включающих расплавленный алюминий, находящийся в контакте с воздухом, образуется шлак, так как металлический алюминий реагирует с атмосферой печи [1]. В "алюминий" мы в данном контексте включаем алюминий, сплавленный с различными легирующими металлами. Используемый в данном описании термин "шлак" относится к массе из твердых примесей, плавающей по поверхности расплавленного металлического алюминия в печи и содержащей оксид алюминия и захваченный поддающийся извлечению металлический алюминий. Шлак обычно составляет 110 вес.% расплава и в зависимости от процесса может содержать в среднем 30-60 вес.% свободного металлического алюминия, диспергированного в оксидном слое, хотя могут встречаться и более высокие, и менее высокие содержания [2] [3]. Свежеизвлеченный из печи шлак, разумеется, является горячим, однако большинство способов переработки шлака применяют на практике на шлаке, которому дают остыть, часто транспортируя его для переработки на большие расстояния. Традиционно извлечение металлического алюминия выполняют с использованием процесса вращающейся соляной печи (RSF). В процессе RSF печь, работающую на жидком или газообразном топливе, заполняют шлаком и добавляют к нему солевой флюс (до 50 вес.% шлака). Соль защищает металл от реакционной атмосферы и способствует агломерации и отделению металла, посредством этого повышая коэффициент извлечения металла. Использование соли служит причиной значительных недостатков, таких, как повышенные издержки, экологическая опасность и угрозы безопасности. Неметаллический побочный продукт, именуемый "соляной комок", представляет собой смесь оксидов алюминия и нитридов алюминия, металла и солей. На каждую тонну переработанного шлака вырабатывается более 1 т соляного комка, и это представляет собой растущую экологическую проблему [4]. Более строгие правила, в особенности в Европе, в результате привели к объявлению вне закона полигонных захоронений соляного комка. Поэтому в различных местах по всему миру была проведена значительная научно-исследовательская и опытно-конструкторская деятельность с целью разработки процесса без использования соли.
Процесс Alcan плазменно-дуговой переработки шлака.
В патенте США 4960460 раскрыт процесс Alcan плазменно-дуговой переработки шлака. Вместо использования газовой горелки или горелки на жидком топливе, как в случае RSF, для подвода теплоты, необходимой для нагревания шихты во вращающейся печи, используют плазменную горелку. Эту горелку устанавливают на загрузочном люке вращающейся печи, что позволяет точно регулировать состав атмосферы. Плазменная горелка состоит из двух внутренних электродов с водяным охлаждением, разделенных небольшим зазором, через который непрерывно впускают технологический газ, такой как воздух или азот. Загружают холодный шлак, люк закрывают, и приложение высокого напряжения инициирует между электродами горелки электрическую дугу. Эта дуга нагревает газ до чрезвычайно высокой температуры, и шихту нагревается до 700-800°С, в то время как печь вращается. Во время нагревания шлака посредством плазменной дуги, действующей на воздухе или азоте в качестве технологического газа, по мере реакции плазменных газов с некоторой частью свободного металла, содержащегося в шлаке, также образуются оксиды и нитриды. Вращение печи обеспечивает механическое перемешивание, разрывающее оксидную пленку, что высвобождает расплавленный металл и повышает коэффициент извлечения металла. Оксидная часть шлака, именуемая термином "неметаллический продукт" (NMP), представляет собой сероватый порошок, содержащий, главным образом, глинозем с переменными в зависимости от состава сплава количествами нитрида алюминия и оксида магния [5]. Это процесс требует высоких эксплуатационных расходов, так как горелку приходится периодически снимать для технического обслуживания электродов.
Процесс DROSCAR компании Hydro-Quebec с графитовой дугой.
DROSCAR использует для нагревания шихты выше температуры плавления алюминия электрическую дугу постоянного тока, вытягиваемую и поддерживаемую между двумя графитовыми электродами. Механизм переноса энергии, главным образом, представляет собой излучение из дуги и теплопередачу между нагретой огнеупорной керамикой и шихтой. В ходе нагревания шлака печь вращается, обеспечивая механическое перемешивание. Вращение также предотвращает образование участков местного перегрева на шихте или огнеупорной керамике и улучшает перенос энергии. По завершении нагревания металл выпускают из печи через боковое выпускное отверстие [6]. Так как в данном процессе используют графитовую дугу, водяное охлаждение не требуется, а техническое обслуживание является не столь интенсивным, как в случае технологии плазменной дуги.
Процесс ALUREC.
В процессе ALUREC используют вращающуюся печь конвертерного типа с изменяемым углом наклона, содержащую кислородотопливную горелку и отверстие для отходящих газов, расположенное с той же стороны печи. Такая конструкция приводит к высокой эффективности использования энергии и делает возможным удобное управление атмосферой печи [4]. Кислородотопливная горелка за короткое время нагревает огнеупорную стенку конвертера до приблизительно 1000°С. Через вращение печи теп
лота переносится к шихте посредством теплопроводности, и эта теплота в дальнейшем распределяется в шихте путем смешивания. Также теплота переносится посредством прямого излучения от пламени к шихте. Металл собирается в нижней части конвертера, а твердый NMP плавает сверху. Металл разгружают отдельно от NMP, и его можно напрямую возвращать в плавильные печи или поворотные миксеры или отливать в крупногабаритные или Т-образные слитки. NMP выгружают через горловину конвертера [6]. Отходящий газ кислородотопливной горелки не содержит азот, и объем этого отходящего газа невелик. Уменьшенный объем отходящего газа и повышенная температура пламени в результате приводят к более энергосберегающему процессу. Процесс ECOCENT.
В процессе ECOCENT горячий шлак без каких-либо добавок флюсующей соли подают в конвертер, где можно регулировать значимые для разделения параметры, такие как температура и вязкость [7]. В дополнение, с целью улучшения последующего отделения металла большие куски шлака дробят на кусочки меньшего размера. После гомогенизации и регулировки температуры горячий шлак как можно быстрее заливают в центрифугу. В ковше или, в качестве альтернативы, в литьевой форме центрифуги для разделения металла и оксида алюминия - главных составляющих шлака - используют центробежные силы. Когда центрифугирование завершается, жидкий алюминий можно залить обратно в печь или можно использовать для отливки в слитки. Так как данный процесс использует собственную энергию горячего шлака, какая-либо дополнительная потребляемая энергия не требуется, что в результате приводит к энергопотреблению менее 50% по сравнению с более традиционными методиками переработки шлака.
Процесс DROSRITE.
В международной патентной заявке WO 97/39155 раскрыт процесс DROSRITE для переработки алюминиевого шлака. Горячий шлак загружают в предварительно нагретую футерованную огнеупором вращающуюся печь, сразу же после съема в поворотном миксере для алюминия. Печь DROSRITE герметизируют и поддерживают в атмосфере аргона. Печь вращают, так как необходимо плавно галтовать шихту. Выпускное отверстие открывают, и заливают металл в приемный сосуд или ковш. Затем в рабочее пространство печи впускают регулируемый объем кислорода, выжигающего некоторую часть не подлежащего извлечению металлического алюминия, содержащегося в остатке, с целью увеличения температуры до целевой температуры, как правило, в интервале 800-900°С, и в этот момент прекращают впуск кислорода. Данный процесс не требует какого-либо подвода энергии извне; энергию процесса извлекают из твердого остатка, запасают в огнеупорной стенке печи и высвобождают для следующей порции свежего шлака.
Вышеупомянутые процедуры переработки шлака требуют либо подвода значительных количеств энергии, либо сложного и дорогого оборудования. В процессах Ecocent и Drosrite потребности в энергии значительно снижены, однако высоки первоначальные капитальные затраты и эксплуатационные издержки. Поэтому явно существует потребность в энергосберегающем процессе переработки шлака и в устройстве, не использующем флюсующие соли или сложное дорогое оборудование.
Краткое описание сущности изобретения
Настоящее изобретение в данный момент предусматривает процесс переработки алюминиевого шлака, являющийся энергосберегающим, не нуждающийся во флюсующих солях и способный использовать в указанном процессе простое устройство с низкой стоимостью.
В первой особенности настоящее изобретение относится к процессу извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака путем переработки указанного алюминиевого шлака, при этом указанный процесс включает
транспортировку горячего шлака из печи, содержащей расплавленный алюминий, вырабатывающей указанный шлак, при этом указанный горячий шлак содержит оксиды и некоторое первоначальное содержание металлического алюминия, и содержится в приемнике для переработки шлака, частично заполняя приемник для переработки шлака;
указанный приемник для переработки шлака содержит противостоящие торцевые стенки, каждая из которых содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из этого приемника, при этом указанные выпуски расположены на некоторой высоте между полом указанного приемника и съемной крышкой, закрывающей указанный приемник;
размещение указанного приемника для переработки шлака на качалке для качания указанного приемника с целью попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника;
приведение в действие качалки для попеременного опускания указанных торцов приемника с целью разливки расплавленного алюминия из указанных выпусков; и
продолжение указанного качания и разливки до тех пор, пока не будет разлито 70 вес.% относительно первоначального содержания металлического алюминия.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения указанный горячий шлак заполняет до 40% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака, до 50% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака, до 60% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака или до 70% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения температура указанного горячего шлака составляет от 600 до 860°С, предпочтительно от 630 до 830°С, более предпочтительно от 650 до 810°С и наиболее предпочтительно от 680 до 780°С.
Горячий шлак при температуре выше предпочтительного интервала температур согласно изобретению можно охладить до температуры в пределах указанного интервала температур путем добавления и примешивания предварительно охлажденного шлака, при этом температура указанного предварительно охлажденного шлака составляет менее 680°С. Указанный предварительно охлажденный шлак предпочтительно имеет такое же содержание легирующих элементов, как указанный горячий шлак.
Горячий шлак при температуре ниже предпочтительного интервала температур согласно изобретению можно нагреть до температуры в пределах указанного интервала температур путем продувания воздуха в указанный горячий шлак.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная качалка опускает указанный противостоящий торец так, что пол указанного приемника находится под углом от 65 до 85° и предпочтительно от 70 до 80° относительно горизонтального положения.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанное качание и разливку продолжают до тех пор, пока не будет разлито по меньшей мере 80 вес.% и предпочтительно по меньшей мере 90 вес.% первоначального содержания металлического алюминия.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная качалка расположена на расстоянии в пределах 500 м, предпочтительно 250 м, более предпочтительно 100 м и наиболее предпочтительно 50 м от печи, из которой берет начало указанный горячий шлак.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный разлитый металлический алюминий может быть возвращен в указанную печь, из которой берет начало указанный горячий шлак, или он может быть смешан с порцией алюминия, по существу, с таким же содержанием легирующих элементов.
В другой особенности настоящее изобретение относится к устройству для извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака, при этом указанное устройство содержит
приемник, при этом указанный приемник содержит две противостоящие торцевые стенки, две противостоящие боковые стенки, пол и съемную крышку, при этом каждая из указанных противостоящих торцевых стенок содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника, при этом указанный выпуск или выпуски расположен на некоторой высоте между указанным полом указанного приемника и указанной крышкой, закрывающей указанный приемник;
качалку, установленную на опорной конструкции, при этом указанная качалка содержит станину и качающий механизм для качания указанной станины, при этом указанная станина предназначена для установки приемника на указанной качалке; и
емкость для улавливания расплавленного алюминия, разливаемого из указанных выпусков.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения по меньшей мере части указанных противостоящих стенок, примыкающие к полу, являются сходящимися в направлении пола. Предпочтительно указанные противостоящие стенки параллельны в верхней части и являются сходящимися в направлении к полу в нижней части так, что верхняя часть указанного приемника имеет кубическую форму, а нижняя часть указанного приемника имеет форму усеченной пирамиды. Еще более предпочтительно, чтобы указанные выпуски для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника были расположены в указанных противостоящих торцевых стенках на стыке между указанной верхней частью и указанной нижней частью указанного приемника.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная съемная крышка прикреплена к указанному приемнику посредством крепежного механизма.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный приемник также содержит по меньшей мере один крепежный паз для вмещения крепежного выступа указанной станины. Предпочтительно указанная станина для установки указанного приемника на указанную качалку содержит по меньшей мере один горизонтально выступающий выступ для вхождения в зацепление с крепежным пазом.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный приемник также содержит внешние охлаждающие ребра.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанная съемная крышка также содержит центральную опорную балку, прикрепленную к указанной крышке посредством опорных консолей так, что указанная центральная опорная балка может свободно вращаться вокруг продольной оси, и при этом к верхней стороне указанной центральной опорной балки прикреплен по меньшей мере один крепежный паз.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения указанный качающий механизм представляет собой гидравлическое устройство или электродвигатель.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения приемник, станина и емкость устройства для извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака заключены в корпусе, при этом указанный корпус представляет собой изолированный бокс, при этом указанный корпус содержит
вентиляционную систему.
Описание фигур
Фиг. 1 - предпочтительный вариант осуществления приемника для переработки шлака.
Фиг. 2 - предпочтительный вариант осуществления крышки приемника для переработки шлака.
Фиг. 3 - предпочтительный вариант осуществления качалки.
Фиг. 4 - вид сбоку блока полуавтоматического вращающегося корпуса для алюминиевого шлака
(SARAH).
Фиг. 5 - вид сзади сбоку блока полуавтоматического вращающегося корпуса для алюминиевого шлака (SARAH). Задняя стенная панель 45 снята лишь с иллюстративными целями. Процесс переработки шлака.
Процесс переработки алюминиевого шлака согласно изобретению, по существу, можно выполнить следующим образом.
Приемник размещают перед печью. Горячий шлак снимают непосредственно из печи в указанный приемник до тех пор, пока указанный приемник не будет заполнен приблизительно наполовину. Время, затрачиваемое на съем шлака (время, необходимое для заполнения приемника приблизительно наполовину), предпочтительно составляет менее 8 мин и более предпочтительно менее 5 мин, для того чтобы свести к минимуму реакцию горячего шлака с кислородом, которая может вызывать термитное сгорание, в результате приводящее к "угару" доступного алюминия в шлаке, и для минимизации объема вводимого в него окружающего воздуха, и тепловых потерь из печи. Кроме того, минимизация времени съема сводит к минимуму тепловые потери из снятого горячего шлака.
Температуру снятого шлака можно количественно оценивать посредством зрительного наблюдения оператором. Для оптимальных условий процесса горячий шлак предпочтительно имеет желтый/оранжевый цвет. Если шлак имеет температуру ниже предпочтительной оптимальной температуры процесса (менее 680°С), то шлак имеет темно-красный цвет, тогда как если шлак имеет температуру выше предпочтительной оптимальной температуры (более 780°С), то шлак светится светло-желтым/белым. В случае если шлак является слишком холодным, свободный металлический алюминий начинает затвердевать, в приемник продувают воздух, вызывая термитное сгорание некоторой части свободного металлического алюминия, что повышает температуру и поддерживает свободный металлический алюминий в расплавленном состоянии. В случае, когда шлак является слишком горячим, свободный алюминий начинает подвергаться термитному сгоранию, в приемник для переработки шлака добавляют предварительно охлажденный шлак с тем же содержанием легирующих элементов, и смешивают его с горячим шлаком с целью понижения температуры и сведения угара к минимуму. В качестве альтернативы можно использовать инструментальные средства измерения температуры. Однако способ оценивания температуры шлака путем зрительного наблюдения позволяет избежать необходимости в трудоемких измерениях температуры.
Когда шлак будет считаться имеющим температуру, предпочтительную для процесса (желтого/оранжевого цвета, предпочтительно 680-780°С), на приемник устанавливают крышку, и, необязательно, закрепляют ее, используя крепежный механизм. Закрытый приемник для переработки шлака затем устанавливают на качалку. Время, затрачиваемое между съемом и установкой на качалку, предпочтительно составляет менее 8 мин и более предпочтительно менее 5 мин.
Приемник медленно качают посредством качалки (управляемой оператором, приводящим в действие регулятор, опускающий один конец указанного приемника так, чтобы пол указанного приемника находился под углом приблизительно 70-80° относительно горизонтального положения) до тех пор, пока алюминий выливается из разгрузочных выпусков в приемнике в емкость для улавливания расплавленного алюминия, размещенную под качалкой. Когда расплавленный алюминий перестает вытекать в емкость, оператор медленно качает приемник в противоположном направлении, для того чтобы способствовать агломерации расплавленного алюминия в приемнике и способствовать продолжению вытекания металла в емкость. Этот процесс повторяют до тех пор, пока алюминий больше не будет вытекать из приемника; на этой стадии до 90% поддающегося извлечению алюминия в горячем шлаке извлечено в емкость. Время переработки в качалке изменяется в зависимости от состава сплава и, как правило, составляет 15-45 мин.
Качание приемника от одной точки с опущенным концом к другой точке может занимать до 60 с. Угловая скорость вращения составляет, например, 4-8°/с. Такие интенсивные возмущения шлака, как возмущения, происходящие в некоторых процессах на известном уровне техники, могут уплотнять шлак и блокировать расплавленный алюминий, который больше не отводится достаточно свободно для его извлечения.
Извлеченному металлу дают остыть в емкости. Когда алюминий затвердевает, его взвешивают и возвращают в печь, из которой он берет начало; по причине краткого времени обращения состав металлического алюминия является, по существу, таким же, как и у металла в печи, из которой он прибыл. В качестве альтернативы, указанный извлеченный металл можно смешать с порцией алюминия, по существу, с таким же содержанием легирующих элементов, или его можно использовать для изменения состава порции с другим составом.
После переработки горячего шлака приемник шлака снимают с качалки и переносят остаточный шлак в охлаждающий пролет, где его принудительно охлаждают и взвешивают перед транспортировкой в установку вторичной переработки. При вторичной переработке холодного шлака остаточный шлак перерабатывают с использованием способов, известных в данной области техники: механическая переработка (т.е. измельчение, дробление, сортировка по размерам) и разделение электрическим током ("вихре-токовое разделение").
В качестве альтернативы, процесс переработки шлака может быть автоматизированным. Такой автоматизированный процесс можно выполнить следующим образом. Приемник для переработки шлака (содержащий крышку) можно транспортировать к передней части печи посредством встроенной в пол рельсовой системы. Когда приемник окажется перед печью, крышку можно поднять роботизированной рукой, приводя в действие запуск процесса съема. Рельсовая система может представлять собой круговой путь между печью, весовой платформой и зоной переработки шлака, где расположена ранее описанная установка вращателя.
Для измерения уровня заполнения в приемнике и отправки при достижении требуемого объема шлака сигнала прикладному программному обеспечению (запускаемому на встроенной в компьютер операционной системе) можно использовать датчик. Датчик может представлять собой любой подходящий датчик уровня заполнения, известный в данной области техники. Съем может быть остановлен в то время, когда приемник герметизируют посредством соответствующей крышки, а затем транспортируют на весовую платформу. Следующий пустой приемник перемещают к передней части печи посредством рельсовой системы, и процесс съема можно продолжать.
Перед перемещением в зону переработки шлака заполненные приемники могут быть автоматически взвешены.
Для каждой операции съема оператор может на основании состава сплава и прогнозируемого температурного поведения шлака выбирать программу переработки шлака (запрограммированную в прикладном программном обеспечении). Эта программа может включать сенсорную информацию о температуре шлака и предварительно определенном весе заполнения приемника.
Вытекание жидкого металла через выпуск приемника шлака может быть подвергнуто текущему контролю, например, посредством светового барьера или весового датчика под емкостью для улавливания расплавленного алюминия. Контрольно-измерительное устройство отправляет прикладному программному обеспечению сигнал, отдающий вращающему оборудованию команду на продолжение движения или на остановку перемещения для того чтобы позволить металлу вылиться.
Для текущего контроля температуры шлака приемник для переработки шлака может быть оснащен устройством измерения и контроля температуры, предпочтительно термопарой. До тех пор пока шлак имеет температуру в пределах предпочтительного интервала температур 630-860°С, никакого вмешательства не происходит.
Стоит температуре превысить 860°С как устройство измерения и контроля температуры отправляет прикладному программному обеспечению сигнал, что в результате приводит к выпуску газообразного аргона в приемник для переработки шлака через его крышку с целью остановки термитного сгорания указанного шлака, что позволяет охладить его ниже 860°С.
Стоит температуре упасть ниже 630°С как контрольно-измерительное устройство отправляет прикладному программному обеспечению сигнал, что в результате приводит к выпуску в приемник для переработки шлака кислорода с целью инициализации сгорания свободного металлического алюминия (термитного сгорания) с целью повторного нагревания шлака до температуры в пределах предпочтительного интервала температур.
Стоит устройству, осуществляющему текущий контроль вытекания металла из приемника, неудачно зарегистрировать какой-либо поток металла в течение трех циклов вращения, как программа, реализованная программно, определяет, что процесс следует завершить. Приемник для переработки шлака можно затем снять с качалки и транспортировать в назначенный охлаждающий пролет.
Предпочтительный вариант осуществления приемника для переработки шлака.
На фиг. 1 показан предпочтительный вариант осуществления приемника, в котором противостоящие стенки 10, 11 указанного приемника являются параллельными в верхней части и сходящимися в направлении пола в нижней части так, что верхняя часть имеет кубическую форму, а нижняя часть имеет форму усеченной пирамиды. Эта общая конструкция уменьшает сгорание металлического алюминия ("термитное сгорание") и в то же время сводит к минимуму тепловые потери от горячего шлака.
Для того чтобы позволять расплавленному алюминию выходить из приемника, приемник также содержит разгрузочные выпуски 12, при этом указанные выпуски размещены на стыке, сформированном между указанной верхней частью и указанной нижней частью приемника. Во время процесса переработки шлака приемник качают на угол 70-80°. В указанный момент времени указанный стык становится самой нижней частью приемника (т.е. представляет собой точку, ближайшую к земле), и, таким образом, он представляет собой оптимальное положение для выпусков, так как расплавленный алюминий будет естественным образом накапливаться в указанном положении по причине тяготения, что, следовательно, доводит до максимума количество металлического алюминия, который можно разгрузить из приемника.
Приемник для переработки шлака может также включать один или несколько крепежных пазов 14. В одном из предпочтительных вариантов осуществления указанные крепежные пазы 14 прикреплены к оборотной стороне указанного пола указанного приемника.
Приемник для переработки шлака может также включать охлаждающие ребра 16, прикрепленные к наружной поверхности приемника и рассеивающие избыточную теплоту, увеличивая площадь поверхности приемника. В дополнение, охлаждающие ребра 16 усиливают приемник для переработки шлака.
Приемник для переработки шлака может быть изготовлен из любых материалов, известных в данной области техники, подходящих для вмещения расплавленного алюминия. Таким подходящим материалом может, без ограничения, являться сталь.
Предпочтительный вариант осуществления съемной крышки приемника для переработки шлака.
На фиг. 2 показан один из предпочтительных вариантов осуществления съемной крышки, в котором указанная крышка содержит базовую плиту 18, к которой могут быть прикреплены охлаждающие опорные ребра 20 и поперечные охлаждающие опорные элементы 22, 22'. Указанные охлаждающие ребра и охлаждающие опорные элементы могут охлаждать крышку, увеличивая площадь поверхности крышки, таким образом, обеспечивая большую площадь, через которую может рассеиваться избыточная теплота. В дополнение, охлаждающие опорные ребра 20 и охлаждающие опорные элементы 22, 22' могут способствовать уменьшению вызываемой теплотой деформации крышки.
К базовой плите 18 посредством опорных консолей 26 может быть прикреплена центральная опорная балка 24 так, что указанная центральная опорная балка делит указанную базовую плиту пополам в продольном направлении. Опорные консоли и центральную опорную балку можно снять и/или заменить во время технического обслуживания крышки. К верхней стороне центральной опорной балки прикреплен один или несколько крепежных пазов 14, которые, например, позволяют оператору, приводящему в действие вилочный погрузчик, поднимать крышку и размещать ее сверху приемника. Центральная опорная балка может вращаться вокруг ее продольной оси, что облегчает процесс, посредством которого крышку устанавливают на приемнике.
Каждый из компонентов крышки может быть изготовлен из любых материалов, известных в данной области техники, подходящих для вмещения расплавленного алюминия. Таким подходящим материалом может, без ограничения, являться сталь.
Крепежный механизм для прикрепления крышки к приемнику для переработки шлака.
Как упоминалось выше, крышку можно закрепить на приемнике с использованием крепежного механизма. Такой крепежный механизм может представлять собой любой подходящий механизм, известный в данной области техники, позволяющий обратимо соединять два массивных объекта. Крепежный механизм содержит по меньшей мере две крепежные детали, и как приемник для переработки шлака, так и съемная крышка также содержат опорные консоли, позволяющие крепежным деталям прикрепляться как к приемнику, так и к крышке, посредством этого закрепляя крышку на приемнике. Эти указанные крепежные детали могут, без ограничения, представлять собой резьбовые крепежные детали.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления приемник для переработки шлака содержит две крючковые болтовые распорки 15, прикрепленные к наружной лицевой поверхности каждой из торцевых стенок 10, крышка содержит две крючковые болтовые опорные консоли 30, прикрепленные к каждому из торцов крышки, и указанная крышка закреплена на указанном приемнике четырьмя крючковыми болтами, при этом U-образная секция каждого указанного крючкового болта зацеплена за каждую из указанных распорок 15, прямая секция каждого указанного крючкового болта проходит сквозь зазор в каждой из указанных опорных консолей 30, и каждый указанный крючковой болт закреплен посредством прикрепления резьбовой гайки к резьбовой оконечной секции указанной прямой секции каждого указанного крючкового болта. Крючковые болтовые крепежные механизмы этого типа известны в данной области техники.
Предпочтительный вариант осуществления качалки.
На фиг. 3 показан один из предпочтительных вариантов осуществления качалки, в котором указанная качалка содержит станину, установленную на бетонной опорной конструкции 34 посредством бетонных опор 36. Указанная станина содержит поворотный стол 32, к которому прикреплены две крепежные опоры 38, к которым прикреплены два горизонтально выступающих выступа 40. Эти горизонтально выступающие выступы предпочтительно имеют "L''-образную форму с тем, чтобы указанные выступы могли быть прочно прикреплены к указанным крепежным опорам.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приемник содержит два крепежных паза 14, прикрепленных к оборотной стороне пола, а качалка содержит два горизонтально выступающих выступа 40, при этом каждый из указанных пазов 14 и указанных выступов 40 разделены расстоянием d, так чтобы указанные горизонтально выступающие выступы можно было вставить в каждый указанный крепежный паз, таким образом обеспечить возможность установки указанного приемника на указанной качалке.
Емкость 42 расположена под качалкой так, чтобы она собирала расплавленный металлический алюминий, падающий из приемника для переработки шлака во время его работы. Указанная емкость может представлять собой любую емкость, подходящую для вмещения расплавленного алюминия.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления указанный качающий механизм 44 представляет собой гидравлическую систему, при этом указанная гидравлическая система поворачивает указанную станину. Оператор может управлять скоростью качания установленного приемника для переработки шлака вручную посредством управления гидравлической системой, поворачивающей указанную станину.
В еще одном предпочтительном варианте осуществления указанный качающий механизм 44 представляет собой электродвигатель, предпочтительно содержащий встроенную коробку передач, при этом указанный электродвигатель поворачивает указанную станину. Оператор может управлять скоростью качания установленного приемника для переработки шлака вручную, управляя электродвигателем, поворачивающим указанную станину. Предпочтительно электродвигатель и трансмиссия качалки содержат три детали: 1) трехфазный реверсивный двигатель; 2) зубчатый механизм и 3) механизм тормоза/сцепления, передающий мощность от двигателя к зубчатому механизму. Трехфазный реверсивный двигатель предпочтительно может поворачивать по меньшей мере 4,5 т веса, а зубчатый механизм предпочтительно является реверсивным (без блокировки включения заднего хода) для содействия при качании приемника для переработки шлака в ходе процесса переработки шлака.
Полуавтоматический вращающийся корпус для алюминиевого шлака (SARAH).
На фиг. 4 показан вид сбоку одного из дальнейших предпочтительных вариантов осуществления устройства для переработки алюминиевого шлака для использования в процессе переработки шлака, а именно блок полуавтоматического вращающегося корпуса для алюминиевого шлака (SARAH).
На фиг. 5 показан вид сзади сбоку блока SARAH, где задняя стенная панель 45 блока SARAH снята лишь с иллюстративными целями.
Блок SARAH содержит изолированный бокс 46, предпочтительно изолированный стальной бокс, содержащий по меньшей мере один или предпочтительно два открывающихся наружу люка 48, подвешенных на петлях на наружной вертикальной кромке, при этом каждый из указанных люков может содержать окно люка (не показано), через которое оператор может наблюдать процесс переработки шлака, происходящий внутри.
Для текущего контроля процесса переработки шлака внутри или снаружи блока SARAH может быть установлена замкнутая телевизионная (CCTV) система (не показана). Предпочтительно указанная система CCTV содержит две камеры, при этом каждая камера установлена соответственно на наружной левой или правой стенке изолированного бокса блока SARAH, и указанные камеры расположены так, чтобы процесс наблюдения за переработкой шлака велся через установленные по отдельности окна (не показаны), при этом указанные окна расположены соответственно в левой и правой стенках изолированного бокса блока SARAH. Камеры могут быть подключены к монитору, расположенному снаружи блока SARAH, так, чтобы оператор мог осуществлять текущий контроль и управление потоком металлического алюминия из приемника для переработки шлака.
Блок SARAH может включать вышеописанное устройство для переработки шлака. Например, качалка (поворотный стол 32, бетонная опорная конструкция 34, бетонные опоры 36, крепежные опоры 38, горизонтально выступающие выступы 40 и емкость 42) может, необязательно, быть расположена внутри изолированного бокса блока SARAH, при этом качающий механизм 44 размещен снаружи указанного изолированного бокса, что схематически показано посредством штрихового бокса 43 (который представляет изолированный бокс, см. вид сбоку на фиг. 3). В качестве альтернативы, блок SARAH может, необязательно, содержать один или несколько из следующих компонентов либо в сочетании с одним или несколькими компонентами вышеописанного устройства для переработки шлака, либо в качестве альтернативного выбора для этого устройства.
Качалка блока SARAH может содержать станину в форме вращающейся плиты 50, предпочтительно вращающейся стальной плиты, расположенной внутри изолированного бокса 46 блока SARAH, на которой установлен по меньшей мере один или предпочтительно два горизонтально выступающих выступа 40. В употреблении этот горизонтально выступающий выступ (выступы) вставляется в крепежный паз (пазы) 14, прикрепленный к оборотной стороне пола приемника для переработки шлака, таким образом обеспечивая возможность установки этого приемника на указанной качалке, и указанная качалка качает этот установленный приемник для переработки шлака так, что алюминий выливается из разгрузочных выпусков 12 в приемнике.
Емкость 42 расположена под качалкой так, чтобы в ходе работы она собирала расплавленный металлический алюминий, падающий из разгрузочных выпусков 12 приемника для переработки шлака. Указанная емкость 42 может представлять собой любую емкость, подходящую для вмещения расплавленного алюминия.
Вращающаяся плита предпочтительно стоит на направляющих колесах 52, при этом указанные направляющие колеса помогают качалке, неся часть веса приемника для переработки шлака в ходе процесса переработки шлака, и содействуют управлению направлением вращения. Вращающаяся плита может быть соединена с приводным валом 54, который, в свою очередь, может быть соединен предпочтительно посредством вязкостной муфты с качающим механизмом 56, при этом качающий механизм предпочтительно представляет собой электродвигатель, при этом указанный электродвигатель предпочтительно
содержит встроенную коробку передач, а указанный качающий механизм расположен снаружи изолированного бокса 46.
Приводной вал 54, необязательно, соединен с качающим механизмом посредством упругой муфты 58, при этом указанную муфту можно легко заменить в случае повреждения. Эта упругая муфта обеспечивает амортизацию толчков во время запуска и остановки процесса переработки шлака, посредством этого продлевая срок службы рабочих механических деталей устройства.
Приводной вал может опираться на узел 60 корпуса опорного подшипника, способный выдерживать большие нагрузки, предпочтительно выдерживать вес по меньшей мере 4,5 т. Узлы корпусов опорных подшипников этого типа известны в данной области техники и могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого как чугун.
Узел качающего механизма и приводного вала предпочтительно установлен на широкой базе 62. Использование широкой базы равномерно распределяет весовую нагрузку по базе. База 62 предпочтительно надежно закреплена на настиле пола посредством болтов.
Испарения и пыль из горячего шлака предпочтительно выводятся изнутри блока SARAH посредством вентиляционного трубопровода 64, расположенного на верхней поверхности изолированного бокса, при этом указанный вентиляционный трубопровод предпочтительно представляет собой жалюзийный зонт, предпочтительно соединенный (посредством системы труб) с компактной пылеулавливающей установкой, предпочтительно с сертифицированной в ЕС пылеулавливающей установкой Ringler, установленной в примыкании к блоку SARAH. Вентиляционная система SARAH может представлять собой герметичную систему, и, таким образом, газы и твердые частицы, высвобождаемые в ходе переработки шлака размещаются, собираются и/или перерабатываются, посредством этого предотвращая утечку из блока SARAH вредных газов и частиц.
Так как блок SARAH представляет собой замкнутую систему, в нем облегчено регулирование окружающих условий, посредством чего сводятся к минимуму потери поддающегося извлечению алюминия из-за нежелательного "угара" посредством неуправляемого избыточного термитного сгорания металлического алюминия в шлаке. Регулирование окружающих условий можно выполнить посредством управления уровнем кислорода в атмосфере внутри блока SARAH. Например, этого можно добиться, подавая в блок SARAH нагнетаемый газ, при этом указанный нагнетаемый газ содержит предварительно выбранное отношение кислорода к инертному газу (такому, как, без ограничения, азот или аргон), однако для управления окружающими условиями в замкнутой системе можно использовать любой подходящий способ, известный на данном уровне техники.
Преимущества перед текущим уровнем техники.
Сочетая описываемый в данном описании способ переработки горячего шлака со способами переработки холодного шлака, известными в данной области техники для переработки обедненного алюминием шлака, возможно максимальное извлечение из шлака поддающегося извлечению металлического алюминия и переработка всего остаточного алюминиевого шлака, и, таким образом, нет необходимости в захоронении отходов и не вырабатывается опасный соляной комок. Кроме того, процесс является чрезвычайно рентабельным: он является в высокой степени энергосберегающим, так как процесс переработки горячего шлака не требует какого-либо подвода энергии извне, издержек на утилизацию отходов, а расходы на техническое обслуживание оборудования/устройств являются низкими.
В дополнение, по причине простоты устройства, процесс переработки горячего шлака можно запускать непрерывно. Например, если по очереди использовать три приемника для переработки шлака, описываемых в настоящем описании, и один и/или два выведены из употребления в целях чистки/технического обслуживания/удаления загрязнений, то один из них по-прежнему является доступным для переработки шлака. Это представляет собой значительное улучшение в сравнении с текущим уровнем техники, так как существует, если существует, лишь небольшая потребность в простое устройства по причине чистки/технического обслуживания/удаления загрязнений.
Кроме того, блок SARAH может уменьшать опасения по поводу безопасности, так как переработка шлака может происходить в изолированных окружающих условиях, благодаря чему сводится к минимуму подвергание оператора и окружающей среды действию потенциально вредных газов и веществ из твердых частиц.
Пример процесса переработки шлака.
Съем: 834 кг шлака.
Сплав: марка 3105.
Поддающийся выделению алюминий в шлаке: 378 кг. Извлеченный алюминий: 337 кг.
Выход: 89%.
Количество поддающегося извлечению алюминия в шлаке определили способами, известными в данной области техники, как раскрыто в международных патентных заявках WO 2010/027267 и WO 01/20300.
Алюминиевый шлак снимали в специально сконструированный приемник для переработки шлака с использованием управляемого оператором вилочного погрузчика, оснащенного инструментом для съема,
до тех пор пока приемник не станет заполненным приблизительно наполовину. Заполненный наполовину приемник для переработки шлака транспортировали в назначенную зону переработки шлака с помощью управляемого оператором вилочного погрузчика.
Оператор количественно определял температуру шлака посредством зрительного наблюдения и изменял эту температуру до тех пор, пока шлак не становился светящимся желтым/оранжевым цветом.
Когда была достигнута предпочтительная температура переработки, оператор, используя вилочный погрузчик, устанавливал на приемник крышку и вручную закреплял ее на месте, используя 4 крючковых болта.
Затем оператор, используя вилочный погрузчик, устанавливал герметизированный приемник для переработки шлака на качалку. Затем оператор качал приемник для переработки шлака так, чтобы пол указанного приемника находился под углом 70-80° относительно горизонтали до тех пор, пока расплавленный металлический алюминий не начинал выливаться из разгрузочных выпусков в емкость, расположенную под вращателем. Когда поток металлического алюминия переставал вытекать из разгрузочных выпусков, приемник наклоняли в противоположном направлении снова на угол 70-80° до тех пор, пока расплавленный металлический алюминий не начинал выливаться из разгрузочных выпусков в противостоящей торцевой стенке.
Когда процесс был завершен, алюминию в емкости давали естественным образом остыть, а затем транспортировали его на градуированную шкалу. Оператор регистрировал вес брутто металла и емкости (937 кг). Вес пустого контейнера определяли предварительно (600 кг), и по разности веса определяли вес нетто металла (337 кг). Остаточный оксид алюминия внутри приемника для переработки шлака транспортировали на градуированную шкалу, и оператор регистрировал вес брутто приемника (1978 кг). Вес пустого приемника для переработки шлака был определен предварительно (1481 кг), и по разности веса определяли вес нетто шлака (497 кг).
Съем в печи=вес нетто извлеченного алюминия 337 кг+вес нетто шлака 497 кг=834 кг
% извлечения алюминия=(кг извлеченного алюминия/кг поддающегося извлечению алюминия в шлаке)*100=(337/378)*100=89%
Остаточный алюминиевый шлак внутри приемника транспортировали в цех вторичной переработки, где его принудительно охлаждали, разбрасывая по изолированному полу. После охлаждения остаточный металлический алюминий в шлаке извлекали, используя систему механического разделения и разделение электрическим током.
В данном описании, если определенно не указано иное, слово "или" используется в смысле оператора, возвращающего истинное значение, если удовлетворяется любое или оба поставленных условия, в отличие от оператора "исключающее или", требующего, чтобы удовлетворялось только одно из условий. Слово "содержащий" используется скорее в смысле "включающий, чем "состоящий из". Все идеи, выше признанные предшествующими, ссылкой включаются в данное описание. Ни одно признание в данном описании любого предшествующего опубликованного документа не следует принимать как признание или заявление того, что его идея на момент опубликования составляла общеизвестное знание в Австралии или где-либо еще.
Ссылки
[1] MFS Engineering Ltd Catalogs. Rotary Dross Cooling Systems. Switzerland: Kreuzlingen; 1997. p. 1-6.
[2] Ruff WS. From waste to valuable raw material refinement of aluminium dross. Aluminium 1998;74:1-2.
[3] Gripenberg H, Mullerthann M, Jager N. Salt-free dross processing with Alurec - two years experience. Light Metals 1997:1171-1175.
[4] Gripenberg H, Grab H, Flesch G, Mullerthann M. Alurec - a new salt-free process. In: Quenean PB, Peterson RD (editors). Third International Symposium on Recycling of Metals and Engineered Materials, 12-15 November 1995, Point Clear, Alabama. The Mineral, Metals and Materials Society; 1995. p. 819-828.
[5] Lavoie S, Dube G. A salt-free treatment of aluminium dross using plasma heating. J Metals 1991;2:54-55.
[6] Drouet MG, Meunier J, Laflamme CB, Handheld MD, Biscaro A, Lemire С. A rotary arc furnace for aluminium dross processing. In: Quenean PB, Peterson RD (editors). Third International Symposium on Recycling of Metals and Engineered Materials, 12-15 November 1995, Point Clear, Alabama. The Mineral, Metals and Materials Society; 1995. p. 803-812.
[7] Kos B. A new concept for direct dross treatment by centrifuging of hot dross in compact type ecocent machines. Light Metals 1997:1167-9.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака путем переработки указанного алюминиевого шлака, при этом указанный способ включает
транспортировку горячего шлака из печи, содержащей расплавленный алюминий и вырабатывающей указанный шлак, при этом указанный горячий шлак содержит оксиды и первоначальное содержание металлического алюминия и содержится в приемнике для переработки шлака, частично заполняя этот приемник;
при этом указанный приемник для переработки шлака содержит противостоящие торцевые стенки, каждая из которых содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из приемника, при этом указанные выпуски расположены на некоторой высоте между полом указанного приемника и съемной крышкой, закрывающей указанный приемник;
размещение указанного приемника для переработки шлака на качалке для качания указанного приемника с целью попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника;
приведение качалки в действие для попеременного опускания указанных противостоящих торцов приемника с целью разливки расплавленного алюминия из указанных выпусков;
продолжение указанного качания и разливки до тех пор, пока по меньшей мере 70 вес.% первоначального содержания металлического алюминия не будет разлито.
2. Способ по п.1, в котором указанный горячий шлак заполняет до 40% общего внутреннего объема указанного приемника для переработки шлака.
3. Способ по п.1, в котором температура указанного горячего шлака составляет от 600 до 860°С.
4. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре выше указанного интервала температур охлаждают до температуры в пределах указанного интервала температур, добавляя и примешивая предварительно охлажденный шлак, при этом температура указанного предварительно охлажденного шлака составляет менее 680°С.
5. Способ по п.3, в котором указанный горячий шлак при температуре ниже указанного интервала температур нагревают до температуры в пределах указанного интервала температур, продувая воздух в указанный горячий шлак.
6. Способ по п.1, в котором указанная качалка опускает указанный противостоящий торец так, что пол указанного приемника находится под углом 65-85° относительно горизонтального положения.
7. Устройство для извлечения металлического алюминия из алюминиевого шлака, при этом указанное устройство содержит
приемник, при этом указанный приемник содержит две противостоящие торцевые стенки, две противостоящие боковые стенки, пол и съемную крышку, при этом каждая из указанных противостоящих торцевых стенок содержит по меньшей мере один выпуск для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника, при этом указанный выпуск или выпуски расположены на некоторой высоте между указанным полом указанного приемника и указанной крышкой, закрывающей указанный приемник;
качалку, установленную на опорной конструкции, при этом указанная качалка содержит станину и качающий механизм для качания указанной станины, при этом указанная станина предназначена для установки указанного приемника на указанной качалке; и
емкость для улавливания расплавленного алюминия, разливаемого из указанных выпусков.
8. Устройство по п.7, в котором, по меньшей мере, некоторые части указанных противостоящих стенок, примыкающие к полу, являются сходящимися в направлении пола.
9. Устройство по п.8, в котором указанные противостоящие стенки являются параллельными в верхней части и сходящимися в направлении к полу в нижней части так, что верхняя часть указанного приемника имеет кубическую форму, а нижняя часть указанного приемника имеет форму усеченной пирамиды.
10. Устройство по п.9, в котором указанные выпуски для разливки расплавленного алюминия из указанного приемника расположены в указанных противостоящих торцевых стенках на стыке, сформированном между указанной верхней частью и указанной нижней частью указанного приемника.
11. Устройство по п.7, в котором указанную съемную крышку прикрепляют к указанному приемнику посредством крепежного механизма.
12. Устройство по п.7, в котором указанный приемник также содержит по меньшей мере один крепежный паз для вмещения крепежного выступа указанной станины.
13. Устройство по п.12, в котором указанная станина для установки указанного приемника на указанную качалку содержит по меньшей мере один горизонтально выступающий выступ для вхождения в зацепление с крепежным пазом.
14. Устройство по п.7, в котором указанный качающий механизм представляет собой гидравлическое устройство или электрический двигатель.
15. Устройство по п.7, в котором приемник, станина и емкость заключены в корпус.
10.
10.
10.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
028370
- 1 -
(19)
028370
- 1 -
(19)
028370
- 2 -
(19)
028370
- 4 -
028370
- 11 -