PROCESS FOR THE RECOVERY OF ALUMINIUM FROM DROSSES

Abstract: 1. A method of recovering aluminium from dross and other aluminium oxide containing waste for re-use in fusion electrolysis cells, in which a) the dross is firstly by comminution separated into a coarse fraction which still contains a lot of pure metal, to be fused in a salt bath, and a fine fraction which mainly contains oxides, a dross dust, b) this dross dust with salt-rich residues from a fusion furnace (2) is washed with hot water in a reaction container (1) to decompose the carbides and nitrides and to dissolve the salts, c) this brime is filtered, a filtrate which runs off in the process being evaporated, the salts crystallised out being fed back to the smelting furnace (2) while a remaining filter residue is disintegrated as a washed out salt-free dross dust in the reaction container by the addition of heated sulphuric acid, d) then this sulphuric dross dust suspension is filtered, a sulphuric filtrate which results is washed until it is free from acid while a remaining filter residue is dried, calcined and then partially fed to the electrolysis cell (8), e) finally the filtrate which has been washed free from acid and in which the aluminium is dissolved as an aluminium sulphate, is neutralised in the reaction container, lye being added slowly, attended by constant agitation, during which aluminium hydroxide is precipitated, magnesium sulphate remaining in solution, whereupon f) the precipitated aluminium hydroxide is filtered out of this solution, dried and calcined and introduced into the electrolysis cell, while filtrate running off as a residual fluid is discharged with the dissolved magnesium sulphate as waste.

Description: Titel: Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Krätzen Beschreibuna Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Aufbereitung von Aluminiumkrätzestaub für den wieder einsatz in die Elektrolysezelle. Allgemein wird die anfallende Aluminiumkrätze nach Aufbereitung in Mühlen nach qroben Körnungen, die einen hohen Aluminiummetallqehalt besitzen, und metallarmem, aber oxidreichem Krätzestaub getrennt. Die an metallischen Aluminium reiche Fraktion wird in Schmelzofen mit Salzen vermischt und das Aluminium ausqeschmolzen. Der Krätzestaub, der aber immer noch erhebliche Anteile an metallischem Aluminium und Aluminiumoxid enthält, kann aber wegen seiner vielen störenden Substanzen nicht ohne chemische Aufbereitung der Elektrolysezelle zugeführt werden. Es ist bekannt, dass Carbide, Nitride und Chloride durch Behandlunq mit Heisswasser beseitigt werden können, wobei Carbide und Nitride unter Abspaltung von Methan- bzw. Ammoniakqas in Aluminiumhydroxid übergeführt werden. Die Chloride von den Schmelzsalzzusätzen werden aufqeldst und können durch Eindampfen und Kristallisieren wiederholt in den Aufschmelzprozess zurückgeführt werden. Der bisher aufbereitete Krätzestaub enthält aber noch je nach Herkunft Magnesium vorwiegend als Oxid, das die Schmelzflusselektrolyse stören würde, und zwar infoloe des Ansteigens der Dichte der Schmelze, so dass sich das Aluminium nicht mehr absetzt. Leiters wird Magnesium auch teilweise kathodisch abgeschieden. Erfindungsgemäss wird zur Entfernung der Verbindunqen des Magnesiums und anderer Oxide sowie auch verschiedener Aluminiumsilikate mit heisser, verdünnter Schwefelsäure behandelt. Dabei wird auch ein Teil des metallischen Aluminiums qeldst, das aber bei der nachfolgenden erforderlichen Neutralisation des schwefelsauren Abwassers wieder als Hydroxid rtckgewonnen werden kann. Nach Filtration und Waschen des aufbereiteten Krätzestaubes wird dieser nach dem Calcinieren der Elektrolysezelle zugeführt. Das schwefelsaure Abwasser wird mit verdünnter Lauae unter Rühren wegen der nH-Abhänaiakeit einer Trennung von Aluminium und Magnesium auf pH 6 - 7 eingestellt, wobei das Aluminiumsulfat als Hydroxid ausqefällt wird, während das Maanesiumsulfat noch in Lösung bleibt. Nach Filtration, Waschen und Calcinieren wird das Aluminiumoxid der Schmelzflusselektrolyse zugeführt. Neben den Oxiden des Magnesiums bzw. vorhandenem metallischen Magnesium werden durch den schwefelsauren Aufschluss noch andere metallische Oxide, wie ZnO, Fe203, CuO und TiO2, teilweise aufqelöst. Nicht aus dem Krätzestaub entfernt werden, sofern sie vorhanden, Siliziumverbindungen, wie Quarz, Mullit sowie Spinelle. Ein Beispiel für einen Verfahrensablauf zeigt beiliesendes Schema: 1. Die metallarme Siebfraktion von etwa < 1,0 mm gelangt zusammen mit den aufbereiteten Schmelz- und SalzrUck ständen aus dem Ofen 2 in den Reaktionsbehälter 1. 2. Behandlung mit Heisswasser von etwa 96 OC mit dem etwa 5-fachen des Krätzestaubvolumens in zwei Stufen, zwecks Zerleaunq der Carbide und Nitride und Auflösung der Salze aus den Schmelzöfen 2. 3. Filtration über Vakuumfilter 3 in einen Sole-Zwischen behälter 4 zur Rückaewinnuns der Umschmelzsalze durch Eindarrfen und Kristallisieren. 4. Rückführuna des gewaschenen Krätzestaubes in den Reaktionsbehlter 1 und Behandlung mit 10%iger heisser Schwefelsäure 5 von etwa 90 C (2 Liter 10%iqe H für 1 kcr Krätzestaub). 5. Filtration über Vakuumfilter 3 in einen Zwischenbe hAlter 6 und Waschen bis zur Säurefreiheit. 6. Trocknen und Calcinieren 7 des aufbereiteten Krätze staubes bei 500 OC. Partieller Einsatz in die Elektro- lysezelle 8. 7. Rückführuna des schwefelsauren Filtrates aus Zwischen behälter 6 in den Reaktionsbehälter 1. Langsames Zu führen von kalter 10%iger Natronlauge 9 unter Rühren, bis pH 6 - 7 erreicht ist, zwecks Ausfällung des Aluminiumhydroxids und Neutralisation zur Abwasser- beseitigung. Magnesiumsulfat bleibt dabei noch in Lösung. 8. Filtration des Aluminiumhydroxids über Vakuumfilter 3 in den Zwischenbehälter 6 zur Abwasserbeseitigung. Nach Trocknen und Calcinieren 7 des gewaschenen Alu miniumhydroxids wird dieses in die Elektrolysezelle 8 einqesetzt. Das Wesen der Erfindung besteht demnach in der Auftrennung der Aluminiumkrätze nach dem Mahlvorgang in eine an Aluminiummetall reiche Fraktion, vorzuasweise mit einer Kör- nung ( 1 mm, zur Wiederaufschmelzung unter Zusatz von Umschmelzsalzer. und metallarmem Krätzestaub mit einer Kör nunq < 1 mm; im Verfahren zum Wiedereinsatz von Krätzestaub zusammen mit den salzreichen Rückständen aus den Schmelzöfen unter aleichzeitiver Rücknewinnuna der Umschmelzsalze; im Verfahren zum Wiedereinsatz in die Elektrolysezelle durch Aufschluss mit verdünnten Säuren, zwecks Entfernunq des Magnesiums, insbesondere aus Legierungskrätze, wobei aber auch noch andere störende Oxide, vor allem Zink, Kupfer, Calcium, Eisen und Titan weitgehend aufgelöst werden; in einem sauren Aufschlussverfahren mit 1 - 90 % Schwefelsäure, vorzugsweise 10 % heisse Schwefelsäure; in der Rückgewinnung des durch den schwefelsauren Aufschluss aufgelösten metallischen Aluminiums durch die erforderliche Neutralisation zwecks Abwasserbeseitiaunq mit 1 % bis 50 % Lauge, vorzuqsweise mit 5 % kalter Natronlauge und in der Abtrennung der Magnesiumionen bei der Ausfällung von Aluminiumhydroxid durch Einstellung eines pH-Bereiches von 3 - 11, vorzugsweise pH 6 - 7, durch langsamen Zusatz von 5 % kalter Natronlauge unter Rühren, wobei eine quantitative Ausfällung des Aluminiumhydroxids erreicht wird, das Magnesium aber als Sulfat in Lösung bleibt.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zur Rückgewinnung von Aluminium aus Krätzen und anderen aluminiumoxidhaltigen Abfällen, dadurch oe- kennzeichnet, dass die Krätze nach einem Zerkleinerunqs-, insbesondere Mahlvorgang, in eine grobe, noch viel reines Metall enthaltende Fraktion, die im Salzbad eingeschmolzen wird,und eine feine, vorwiegend Oxide enthaltende Fraktion geteilt wird, sodann die salzreichen Rückstande aus dem Schmelzofen für die grobe Fraktion nach dem Waschen mit Heisswasser und Filtration, zwecks Abtrennung der soleartigen Salzlösung und die feine Filtration (A1203) enthaltend, mit verdünnten Säuren, insbesondere Schwefelsäure, aufgeschlossen wieder filtriert werden, wobei der Filterkuchen getrocknet und gemahlen der Elektrolysezelle zugeführt wird und die das als Aluminiumsulfat aufgelöste metallische Aluminium enthaltende Lösung mit Natronlauge neutralisiert und dabei das Aluminium als Aluminiumhydroxid ausgefällt, getrocknet und calciniert und wieder in der Schmelzfluss-Elektrolysezelle eingesetzt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fraktionstrennung bei etwa 1 mm vorgenommen wird. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der saure Aufschluss mit 1 - 90 % Schwefelsäure, vorzugsweise 10%aber heisser Schwefelsäure, erfolgt. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Neutralisation zwecks Abwasserbeseitigung mit 1 - 50%iger Lauge, vorzugsweise 5%Der kalter Natronlauqe, erfolgt. 5. Verfahren nach einem der vorherqehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung der Maqnesium- ionen bei der Ausfällung von Aluminiumhydroxid durch Ein stellung eines pH-Bereiches von 3 - 11, vorzuosweise pH 6 - 7, durch langsamen Zusatz von 5% kalter Natronlauge unter Rühren erfolqt, wobei eine quantitative Ausfällung des Aluminiumhydroxids erreicht wird, das Magnesium aber als Sulfat in Lösung bleibt.

Inventors: HABERFELLNER, ERNST, ING.
Applicants: AUSTRIA METALL AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C25C3
IPC codes: C01F5, C01F7, C25C3, C22B7, C22B21