Способ переработки отвальных алюмосодержащих шлаков электролизом в расплавленных средах

Разработан новый способ переработки отвальных алюмосодержащих шлаков, образующихся при получении алюминиево-кремниевых и алюминиево-магниевых сплавов, включающий 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 состава (%): 95,90 Al, 2,58 Si , 0,43 Ti, 0,76 Fe, 0,12 Cu, 0,07 Zn, 0,06 Mn, 0,04 Pb, 0,03 Cr, 0,01 Ni. Усовершенствована конструкция анодного блока с вертикальными газоотводящими отверстиями в виде усеченного конуса, позволяющая эффективно удалять газы, выделяющиеся в процессе электролиза, и снизить расход электроэнергии на 2% за счет уменьшения толщины газопузырьковой прослойки на подошве анода. На основе результатов экспериментальных исследований получены новые научные данные: установлена зависимость физико-химических свойств электролита (электропроводность, вязкость) от содержания смеси оксидов в электролите, проявляющаяся в увеличении его вязкости и снижении электропроводности; обнаружено смещение катодных потенциалов в электроотрицательную сторону при электрохимическом растворении смеси оксидов по отношению к значениям равновесных потенциалов индивидуальных оксидов, что обусловлено образованием оксифторидных комплексов AlOF₃²⁻, AlOF₅⁴⁻, TiОF₄²⁻ и др. Определены оптимальные параметры процесса водного выщелачивания солевых алюмосодержащих шлаков. Опытно-промышленные испытания предложенного способа на базе ООО «Богаевский карьер» и учебно-научной производственной базе «Теплый Стан» НИТУ «МИСиС» подтвердили эффективность его применения при переработке отвальных алюмосодержащих шлаков: извлечение солей составило 88,4%, выход по току - 87%. Полученный сплав опробован в качестве раскислителя стали на ОАО «Электростальский завод тяжелого машиностроения». Подтверждены применимость данного сплава в качестве раскислителя и его соответствие ГОСТ 295-98. На основе проведенных исследований разработана принципиальная технологическая схема переработки отвальных алюмосодержащих шлаков.