[發(fā)明專利]鋁電解槽廢舊陰極炭塊應用于電解槽焙燒兩極導電材料及方法

有效

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• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101302628A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發(fā)明（設計）人: 劉海石;宋日進;王建軍;慕興祿
• 申請（專利權）人: 山東南山鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域

本發(fā)明涉及鋁電解槽廢舊陰極炭塊的綜合利用及方法，主要是將其應用于鋁電解槽電熱焙燒中陰陽兩極導電和發(fā)熱材料，屬于電解槽焙燒用材料技術領域。

二、背景技術

目前僅國內年產生鋁電解槽廢舊炭素陰極在10萬噸以上，鋁電解槽廢舊陰極中除含有炭素材料外，還有大量有毒害的氟化物，如何將廢舊炭素陰極綜合利用，實現炭素材料和氟化物再利用，減小或消除氟化物的毒害污染是資源節(jié)約社會的需求。

眾所周知，國內外鋁電解槽的焙燒主流是采用在陰陽兩極間鋪設焦粒(鍛后石油焦)或焦粒摻配石墨碎等材料的電熱焙燒方法。如果能夠將鋁電解槽廢舊陰極炭塊用做電解槽焙燒用材料，取代焦粒將節(jié)約大量原生資源，實現廢舊物資的利用。

鋁電解槽廢舊陰極炭塊中含有毒害的氟化鹽，廢舊陰極炭塊處理主要利用制做專用防滲堆場埋填的方法處理。國內外報道了一些廢舊鋁電解槽炭素陰極綜合利用的方法，但由于成本過高或二次污染等問題未能全面推廣使用。

三、發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，實現鋁電解槽廢舊陰極炭塊在電解槽電熱焙燒過程中應用于陰陽兩極導電和發(fā)熱材料，取代焦粒、焦粒和石墨碎混合料等材料，通過和不同導電率材料摻配或通過減薄角部極鋪設厚度達到在鋁電解槽陰陽兩極間電流分布調整，減少資源利用、實現廢舊物資綜合利用，以及鋁電解槽廢舊陰極炭塊用做電解槽焙燒兩極導電材料的方法。

本發(fā)明的技術解決方案如下：

鋁電解槽廢舊陰極炭塊應用于電解槽焙燒兩極導電材料，通過和不同導電率材料摻配或通過減薄角部極鋪設厚度達到在鋁電解槽陰陽兩極間電流分布調整，取代焦粒、焦粒和石墨碎混合料等材料，減少資源利用、實現廢舊物資綜合利用。

鋁電解槽廢舊陰極炭塊應用于電解槽焙燒兩極導電材料的方法，其特征在于，包括下述步驟：

1、將鋁電解槽廢舊陰極炭塊粗碎，分離其中鋼棒、耐火材料、電解質等；

2、將經過分離的廢舊陰極炭塊進行破碎，成為1-5mm粒度顆粒；

3、采用不同導電率的廢舊陰極破碎料在鋁電解槽內鋪設，調整通電后的電流分布；

4、電解槽啟動后，廢舊陰極顆粒通過氧化或撈炭渣等方式消除。

所述廢舊陰極破碎料在鋁電解槽內鋪設，是通過加厚中間陽極或減薄角部陽極下部鋪設廢舊陰極破碎顆粒料厚度調整電流分布；

所述廢舊陰極破碎料在鋁電解槽內鋪設，是通過和其它不同導電率材料摻配達到調整電解槽通電電流分布的作用；不同導電率材料有煅后焦、鋁電解炭素陽極殘極破碎料、石墨碎、石墨化焦等；

所述廢舊陰極破碎料在鋁電解槽內鋪設，鋪設層厚度為10-50mm，可以在整個電解槽內陽極投影區(qū)鋪設相同高度或不同高度。

所述廢舊陰極顆粒通過在高溫下和空氣接觸以氧化的方式消耗一部分。

所述廢舊陰極顆粒通過啟動后，在溫度適宜時通過撈炭渣方式取出部分浮在電解質融體表面炭素顆粒。

本發(fā)明相比現有技術的優(yōu)點在于，將鋁電解槽廢舊陰極炭塊用做鋁電解槽電熱焙燒兩極間導電和發(fā)熱材料，實現了鋁電解槽廢舊有害陰極的無害化處理和綜合利用，廢舊陰極中所含有毒害的氟化物通過熔融方式轉為鋁電解槽電解質熔融體中有價值成份(或者相對于使用焦粒來講，撈出的炭渣中氟化鹽損耗較低)，同時減少了石油焦的使用，節(jié)約了資源。

四、具體實施方式

以下給出本發(fā)明專利的具體實施方式，用來對本發(fā)明專利的構成作進一步說明。

實例1：將鋁電解槽廢舊陰極炭塊粗碎并分離其中鋼棒、耐火材料、電解質等，將經過分離的廢舊陰極炭塊經破碎機加工成粒度1-5mm顆粒料，其中2-4mm占80％以上，將該廢舊陰極炭塊破碎顆粒料逐塊鋪設于300KA預焙槽兩極間，鋪設厚度30mm。

實例2：將粒度為2-4mm鋁電解槽廢舊陰極炭塊破碎顆粒料和20％的石墨碎相摻配均勻，在某160KA槽角部四組陽極下鋪設25mm厚度，在其它陽極下鋪設30mm厚該破碎顆粒料。

實例3：將廢舊半石墨質陰極和廢舊石墨化陰極分別破碎成2-4mm粒度料，將廢舊石墨化陰極料鋪于某320KA大型預焙槽角部8組單陽極下，其它陽極下鋪設廢舊半石墨質破碎料，兩者鋪設厚度均為25mm。

本發(fā)明以上實施例，將鋁電解槽廢舊陰極炭塊應用于鋁電解槽電熱焙燒兩極間導電和發(fā)熱材料，實現了鋁電解槽廢舊有害陰極的無害化處理和綜合利用，廢舊陰極中所含有毒害的氟化物轉入鋁電解槽電解質中有價值成份，同時減少了石油焦的使用，節(jié)約了資源。