Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

А. П. Лысенко, проф. каф. цветных металлов и золота, канд. техн. наук, эл. почта: reikis@yandex.ru
Е. А. Шевченко, магистрант каф. цветных металлов и золота, эл. почта: ShevchenkoE.A@yandex.ru

Рассмотрены основные способы получения вторичного алюминия из отвальных шлаков алюминиевого производства. Все рассмотренные способы подразделяют на две большие группы: механические и гидрометаллургические. Механические способы предусматривают разделение металлической и минеральной составляющих шлака. Гидрометаллургические способы направлены на разделение солевой и оксидной частей шлака. Представленные способы не реализованы в промышленном объеме, так как не предусматривают комплексной переработки всех составляющих шлака. Проанализирован перспективный способ комплексной утилизации отвальных алюмосодержащих шлаков. Он включает водное выщелачивание солей, фильтрацию, выпарку осветленного раствора с получением покровных и/или покровно-рафинирующих флюсов на основе хлоридов натрия и калия, электролиз твердого остатка после выщелачивания в расплаве солей фторида натрия и фторида алюминия с получением сплава-раскислителя. Подтверждена применимость данного сплава в качестве раскислителя и его соответствие ГОСТ 295—98. Представлен химический состав сплавов-раскислителей, изготавливаемых из вторичного сырья. Опытно-промышленные испытания предложенного способа на базе ООО «Богаевский карьер» и учебно-научной производственной базы «Теплый Стан» НИТУ «МИСиС» подтвердили эффективность его применения при переработке отвальных алюмосодержащих шлаков: извлечение солей составило 88,4 %, выход по току — 87 %. Экспериментальным путем определен химический состав оксидной части шлака. В работе рассмотрена технология ввода раскислителей на примере выплавки стали в дуговой сталеплавильной печи с последующей обработки на установке ковш-печь. Даны рекомендации разработки рациональной технологии ввода вторичного алюминия при раскислении стали.

1. Трибушевский Л. В., Немененок Б. М., Румянцева Г. А., Горбель И. А. Безотходная технология переработки алюминиевой стружки и шлаков в короткопламенной роторной печи // Литье и металлургия. 2017. № 4. С. 109–118.
2. Леонтьев Л. И., Пономарев В. И., Шешуков О. Ю. Переработка и утилизация техногенных отходов металлургического производства // Экология и промышленность России. 2016. Т. 20, № 3. С. 24–27.
3. Трибушевский Л. B., Немененок Б. М., Румянцева Г. А., Кулик М. А. Внепечная обработка стали отходами от переработки вторичного алюминия // Литье и металлургия. 2018. № 1. С. 100–105.
4. Трибушевский Л. В., Немененок Б. М., Румянцева Г. А. Влияние технологии плавки отходов алюминия на состав и возможность использования образующейся пыли // Литье и металлургия. 2018. № 3. С. 118–124.
5. Tolaymat Thabet, Xiaolan Huang. Secondary aluminum processing waste: salt cake characterization and reactivity // (EPA Report. U.S. Environmental Protection Agency, Office of Research and Development, National Risk Management Research Laboratory, Land Remediation and Pollution Control Division, Waste Management Branch. Last updated – September 19, 2017.

6. Лысенко А. П., Пузанов Д. С. Задачи и перспективы переработки оксидно-солевых отходов вторичной металлургии алюминия // Вестник Московского государственного открытого университета. Серия : Техника и технология. 2011. № 3. С. 10–15.
7. Лысенко А. П., Сельницын Р. С. Переработка отвальных шлаков вторичной алюминиевой промышленности // Вестник Московского государственного открытого университета. Серия: Техника и технология. 2013. № 1. С. 11–18.
8. Пат. 2491359 РФ, МПК C22B 7/04. Способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей / Лысенко А. П., Сельницын Р. С. ; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО «НИТУ «МИСиС» ; опубл. 27.08.2013, Бюл. № 24. — 4 с.
9. Окунев В. М. Исследование и разработка технологии гидрометаллургической переработки солевых алюминиевых шлаков: дис. … канд. техн. наук. — М., 1979. — 171 с.
10. Лысенко А. П., Сельницын Р. С. Переработка низкосортного глинозема для получения раскислителей стали в алюминиевых электролизерах // Цветные металлы. 2015. № 3. С. 14–20.
11. Рузинов Л. П., Гуляницкий Б. С. Равновесные превращения металлургических реакций. — М. : Металлургия, 1975. — 416 с.
12. Справочник по термодинамике. TBASE. — М. : КоМет, 1992. — 57 с.
13. Морачевский А. Г., Сладков И. Б. Термодинамические расчеты в металлургии : справочник. — М. : Металлургия, 1985. — 136 с.
14. Программа для расчета термодинамики HSC Chemistry 5.11, Outokumpu Финляндия. 2002.
15. Кiss Laszlo, Poncsak S., Antille J. Simulation of the bubble layerin aluminum electrolysis cells // Light Metals. 2005. Р. 559.
16. Businger A. Neues Verfahren fur die Aufarbeituag von Aluminium Kratzen // Metall. 1961. No. 10. P. 1014.
17. Rolin M. Conductivite electrique des melanges a base de cryolithe fondue: Systemes NaF-AlF₃, AlF₆Na₃-Al₂O₃ et AlF₆Na₃-CaF₂ // Electrochimica Acta. 1972. Vol. 17, Iss. 12. P. 2293–2307.
18. ГОСТ 295–98. Алюминий для раскисления, производства ферросплавов и алюминотермии. Технические условия ; введ. 2001.07.01.