[發(fā)明專利]電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910064312.8
• 申請日: 2009-03-03
• 公開（公告）號: CN101514026A
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皇甫根利;劉海霞;張運祥;劉曉霞;李永青
• 申請（專利權(quán)）人: 多氟多化工股份有限公司
• 主分類號: C01F7/54
• 分類號: C01F7/54;C22B7/00;C25C3/18
• 代理公司: 鄭州睿信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳 浩;牛愛周

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法，屬于鋁金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，絕大多數(shù)的氟化鹽產(chǎn)品都是以螢石(主要成分CaF₂)為原料生產(chǎn)的，螢石的蘊藏量十分有限，作為發(fā)展原子能工業(yè)的重要戰(zhàn)略資源，各國都非常重視對螢石資源的保護，隨著世界范圍內(nèi)螢石資源的日益匱乏、價格的不斷攀升，導(dǎo)致無機氟化工行業(yè)尋求其它氟資源成為必然趨勢。

冰晶石是一種堿金屬的氟鋁酸鹽，也稱氟鋁酸鈉，其分子式為Na₃AlF₆，作為一種化工產(chǎn)品，主要用于冶煉金屬鋁的助熔劑，還可作農(nóng)作物的殺蟲劑，搪瓷乳白劑，玻璃和搪瓷生產(chǎn)用的遮光劑和助熔劑，樹脂橡膠的耐磨填充劑，還可用于鐵合金和沸騰鋼的生產(chǎn)。隨著鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展，它的潛在市場份額逐步增加，對質(zhì)量的要求也越來越高。

電解鋁生產(chǎn)過程中，為保證正常的生產(chǎn)，必須使電解槽中的電解液保持合理的高度和潔凈度，因此需要將過多的電解液抽出和打撈漂浮在電解液上部的固體，這些固體在經(jīng)過冷凝后就變成了含氟廢渣。據(jù)測算生產(chǎn)一噸鋁會產(chǎn)出10.2公斤的含氟廢渣，其含30％以上的冰晶石，1％左右的氧化鋁，1％左右的氧化鈣，其余為瀝青炭粒、石墨碳素、碳化鋁和硅鐵氧化物以及其它不可避免的雜質(zhì)，氧化鋁熔點高，啟動設(shè)備后很難熔化，造成電解質(zhì)渾濁不清晰，影響電解鋁正常生產(chǎn)。這些含氟廢渣中雜質(zhì)含量過高，通過簡單的提純不能達(dá)到返回用于電解鋁的標(biāo)準(zhǔn)，只能采取堆砌的方式進(jìn)行處理，這樣既對環(huán)境造成了污染，同時還會造成對氟資源的浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用鋁廠電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法，提高冰晶石的利用率，防止氟資源的浪費

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法，以電解鋁含氟廢渣和氫氟酸為原料反應(yīng)制得冰晶石產(chǎn)品。

該方法具體包括如下步驟：

1)將電解鋁含氟廢渣進(jìn)行浮選；

2)向浮選后的含氟廢渣中加入其質(zhì)量2～8倍的氫氟酸，在20～90℃的溫度下攪拌反應(yīng)1～6小時；

3)反應(yīng)完畢后過濾，將濾餅進(jìn)行水洗、干燥即得到冰晶石。

步驟2)中所述氫氟酸的質(zhì)量濃度為5～40％。

步驟2)中所述攪拌反應(yīng)為密閉攪拌反應(yīng)。

對步驟3)中過濾所得到的濾液和洗滌濾餅的洗液分別收集循環(huán)使用。

本發(fā)明的方法對電解鋁含氟廢渣進(jìn)行浮選處理后，檢測到廢渣中冰晶石的含量為90％左右，并且還含有5％左右的Al和Al₂O₃，不能直接回收；用氫氟酸與含氟廢渣中的Al和Al₂O₃反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為AlF₃，AlF₃再與溶解在氫氟酸中的氟化鈉結(jié)合形成冰晶石，提高了浮選后廢渣中的冰晶石含量，使得本發(fā)明處理后所生成的冰晶石產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)國標(biāo)要求，能滿足鋁電解生產(chǎn)要求，其質(zhì)量分析結(jié)果如表1所示。

表1利用本發(fā)明所得到的冰晶石產(chǎn)品的質(zhì)量分析結(jié)果

本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于：1)將含氟廢渣開發(fā)回收優(yōu)質(zhì)冰晶石，避免其污染環(huán)境和造成大量的氟資源浪費；2)采用價格低廉的含氟廢渣為原料，而且氫氟酸可循環(huán)使用，提純成本低；3)經(jīng)提純后所生成的冰晶石產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)國標(biāo)要求，能滿足鋁電解生產(chǎn)要求。

具體實施方式

實施例1

本實施例的電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法包括以下步驟：

1)將電解鋁含氟廢渣進(jìn)行浮選；

2)向浮選后的含氟廢渣中加入其質(zhì)量2倍的質(zhì)量濃度為25％的氫氟酸，在20℃的溫度下密閉攪拌反應(yīng)6小時；

3)反應(yīng)結(jié)束后過濾，將濾餅進(jìn)行水洗、干燥即得到冰晶石；將濾液收集循環(huán)使用用于制備冰晶石；將洗液收集循環(huán)使用用于洗滌濾餅。

實施例2

本實施例的電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法包括以下步驟：

1)將電解鋁含氟廢渣進(jìn)行浮選；

2)向浮選后的含氟廢渣中加入其質(zhì)量5倍的質(zhì)量濃度為40％的氫氟酸，在55℃的溫度下密閉攪拌反應(yīng)3.5小時；

3)反應(yīng)結(jié)束后過濾，將濾餅進(jìn)行水洗、干燥即得到冰晶石；將濾液收集循環(huán)使用用于制備冰晶石；將洗液收集循環(huán)使用用于洗滌濾餅。

實施例3

本實施例的電解鋁含氟廢渣回收冰晶石的方法包括以下步驟：

1)將電解鋁含氟廢渣進(jìn)行浮選；

2)向浮選后的含氟廢渣中加入其質(zhì)量8倍的濃度為5％的氫氟酸，在90℃的溫度下密閉攪拌反應(yīng)1小時；

3)反應(yīng)結(jié)束后過濾，將濾餅進(jìn)行水洗、干燥即得到冰晶石；將濾液收集循環(huán)使用用于制備冰晶石；將洗液收集循環(huán)使用用于洗滌濾餅。