Refinería de alúmina

12 de marzo Refinería de alúmina

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Refinería de alúmina

Resumen del proceso de refinado del aluminio
Para purificar chatarra de aluminio muy contaminada se utiliza una sal fundida compuesta por cloruros y fluoruros de metales alcalinos y/o alcalinotérreos, calentada a una temperatura de entre 50 °C y 100 °C por encima del punto de fusión. La chatarra de aluminio, precalentada a una temperatura de entre 400 °C y 500 °C, se introduce en un horno de fusión o de mantenimiento que contiene la sal fundida de menor densidad; la mezcla se agita si es necesario y, a continuación, se mantiene a la temperatura de fusión mencionada anteriormente durante al menos una hora. En primer lugar se filtra la fase metálica sedimentada y, a continuación, la sal fundida, mediante un filtro cerámico resistente de poros abiertos, liberándolas así de impurezas sólidas. El aluminio se transfiere a una célula electrolítica para su purificación, y la sal fundida se recicla.

Descripción de la refinería de alúmina
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un proceso para refinar chatarra de aluminio muy contaminada utilizando una masa fundida compuesta por sales de cloruros y fluoruros de metales alcalinos o alcalinotérreos.

Las partículas de vidrio, óxidos y piedras suelen ser muy perjudiciales a la hora de refinar chatarra de aluminio muy contaminada, especialmente cuando la concentración de aluminio es inferior al 50 % en peso. La eliminación de este tipo de materias extrañas ha planteado dificultades considerables al emplear la tecnología convencional para este fin. Sin embargo, antes de la purificación electrolítica —ya sea mediante electrólisis de tres capas, electrólisis bipolar o cristalización fraccionada—, es necesario eliminar las partículas contaminantes de material sólido.

Las sales que utiliza actualmente la industria del aluminio secundario en los procesos convencionales se consumen en cantidades excesivas debido a la elevada concentración de óxidos.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es desarrollar un proceso para purificar chatarra de aluminio muy contaminada, utilizando un baño de sales fundidas de cloruros y fluoruros de metales alcalinos y alcalinotérreos, de tal forma que dicho proceso resulte económico y funcione con un alto grado de eficiencia.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN
Este objetivo se consigue gracias a la invención, ya que

El aluminio de desecho, precalentado a 400 °C-500 °C, se introduce en un baño de sales fundidas calentado a 50 °C-100 °C por encima del punto de fusión y tiene una densidad inferior a la del aluminio a la temperatura de funcionamiento, y la mezcla fundida se mantiene durante al menos una hora a esta temperatura en un horno de fusión o de mantenimiento,

a continuación, primero se separa el aluminio fundido que se ha sedimentado durante la fase de mantenimiento, seguido de la sal fundida, de las impurezas sólidas, haciendo pasar el aluminio y la sal fundida, en ese orden, a través de un filtro cerámico de poros abiertos que es resistente a ambos filtrados, y

Por último, el aluminio fundido filtrado se introduce en una célula electrolítica para su purificación, y la sal fundida se envía a un horno de fusión o de mantenimiento para su reutilización.

El uso del filtro cerámico permite, tras fundir la chatarra de aluminio en un baño de sales fundidas y dejar que el aluminio fundido se deposite en un horno de mantenimiento, separar el aluminio fundido —con sus impurezas metálicas— del material particulado sólido, principalmente partículas cerámicas que quedan atrapadas en la chatarra. La chatarra de aluminio procedente, por ejemplo, de un desguace de coches suele contener más del 50 % en peso de impurezas.

Refinería de alúmina

En el proceso posterior de purificación electrolítica, las impurezas metálicas —como, por ejemplo, el hierro, el silicio y el cobre— se separan selectivamente de la chatarra. La purificación electrolítica se lleva a cabo preferiblemente mediante el conocido proceso de electrolito de tres capas, que se utiliza en la industria del aluminio desde hace mucho tiempo, o mediante la célula electrolítica bipolar descrita en la solicitud de patente estadounidense n.º 630.289. Se emplea una célula bipolar, en particular, si la chatarra de aluminio presenta una alta concentración de silicio y/o hierro, ya que así se evitan las grandes pérdidas de cobre que se producen en el proceso de tres capas.

Refinería de alúmina

La cantidad de sal necesaria para llevar a cabo el proceso según la invención se calcula de tal manera que sea, preferiblemente, entre 1,2 y 2 veces, y en particular 1,5 veces, mayor que el peso de la chatarra que se va a purificar. Las cargas de sales empleadas comprenden, de manera útil, entre un 30 y un 50 % en peso de NaCl, entre un 30 y un 50 % en peso de KCl y entre un 15 y un 25 % en peso de criolita. Una masa fundida que ha resultado especialmente ventajosa contiene aproximadamente un 40 % en peso de NaCl, un 40 % en peso de KCl y un 20 % en peso de criolita, manteniéndose dicha masa fundida a una temperatura de aproximadamente 750 °C antes de añadirle la chatarra de aluminio precalentada. Especialmente cuando la chatarra se presenta en trozos pequeños, puede resultar ventajoso, antes de mantener la temperatura, agitar la mezcla fundida de sales y chatarra de aluminio. El efecto principal de esto es reducir la concentración de magnesio en la chatarra de aluminio. La agitación se lleva a cabo mediante medios mecánicos conocidos, por ejemplo, utilizando un agitador magnético o mediante la inyección de gases inertes.

La acción purificadora del baño de sal puede potenciarse utilizando un gas de lavado convencional, como el cloro, antes del almacenamiento.

Durante la fase de reposo, que dura preferiblemente entre 1 y 2 horas, las gotitas de aluminio se depositan en el fondo del recipiente de reposo, para lo cual el horno de fusión también resulta muy útil.