[發明專利]電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法

無效

• 申請號: 201010167728.5
• 申請日: 2010-05-11
• 公開（公告）號: CN101817521A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發明（設計）人: 鄒建明;阮正林
• 申請（專利權）人: 貴州鋁城鋁業原材料研究發展有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C01F7/54
• 代理公司: 杭州新源專利事務所(普通合伙) 33234
• 代理人: 李大剛;孫玉英

技術領域

本發明涉及一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，屬于電解鋁廢料回收技術領域。

背景技術

電解鋁廢料包括：以含氟氧化鋁為主的氧化鋁臟料和托盤料；以氟化鹽為主的火眼碳渣；以含碳素材料為主的陽極灰和陰極塊，由于電解鋁廢料組份復雜使得對廢料的分離、提純、合成十分困難；長期以來，傳統鋁業大國如美、日、德等以及國內大型國有鋁廠如貴州、西寧、撫順等企業都對電解鋁廢料的處理進行了大量研究，但由于相關技術瓶頸無法突破，至今未建成有效的資源回收體系，對電解鋁廢料的處理主要還是采用焚燒和掩埋的方式，對環境污染很大。

同時，在金屬鋁合金中，鐵、硅所形成的粗大、硬脆的金屬間化合物是降低合金斷裂韌性的主要原因，嚴重影響鋁制品質量。

制備氧化鋁的過程中，部分鐵、硅雜質以Fe₂O₃，SiO₂的形式存在工業Al₂O₃中，鐵和硅的另一來源與合金的熔煉過程有關，液體鋁能與爐襯中SiO₂、Fe₂O₃、FeO等作用，生成相應的單質和氧化物，這些雜質在冶煉過程中被部分除去進入廢料。因此，廢料中存在的鐵和硅以及其他雜質元素無法消除，是制約電解鋁固體廢料資源回用的關鍵性問題。

再則，我國未對電解鋁廢料制定回收標準，使廢料回收時帶入了不可預計的雜質成分，增加了處理難度。

電解鋁固體廢料的組成成分大致可以分為碳40％加其他廢料60％，利用碳的“疏水性”采用浮選的方法即可分離出碳粉。但是，分離出的碳粉中主要含有鐵、硅、6％-12％的冰晶石(Na₃AlF₆)，鐵和硅為有害雜質必須除去，冰晶石(Na₃AlF₆)為可回用產品，如果不能分離、提純，則無法達到工業應用的要求，只能作為一般助燃劑銷售，市場價值很低。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法。能夠對電解鋁廢料中的碳粉進行提純，提高碳粉的純度，并分離其中的冰晶石。

本發明的技術方案。電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，包括下述步驟：

a、將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選和磁選，除去鐵和硅，得到碳粉A；

b、將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰晶石B。

上述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，步驟b得到的碳粉重復步驟a，再次消除碳粉中的鐵和硅，得到碳粉C。

前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，所述碳粉C達到高純碳粉的級別。

前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，所述冰晶石B為純度達到國家標準的冰晶石。

前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，在步驟b中，用于堿式溶出的堿能夠循環使用。

前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，在步驟b中，用于堿式溶出的堿為氫氧化鈉。

本發明的技術方案是通過利用氟化物在火堿中具有一定溶解性的原理，設計“堿法”工藝，在常壓下對初步分離后的碳粉進行堿式溶出，再利用產品干燥過程中產生的CO₂碳化析出冰晶石(Na₃AlF₆)。經申請人進行產品小試，可獲得純度達到國家標準的，即99.99％的高純冰晶石(Na₃AlF₆)。碳粉中的鐵(Fe)和硅(Si)由于氟化物載體被破壞，可通過對碳粉進行二次浮選后得以消除，處理后的碳粉(灰分為1％-2％)，達到高純碳粉的級別，可用于電解鋁廠的陽極塊生產或用于鐵合金廠的電極糊，極大地提高了產品的市場價值。

具體實施方式

本發明的實施例。電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，包括下述步驟：

a、將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選系統，分離碳粉，再通過磁選設備，除去其中的部分鐵和硅，得到碳粉A。此時分離出的碳粉A中還含有鐵和硅等雜質，以及按重量計6％-12％的冰晶石(Na₃AlF₆)。

b、將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰晶石B。冰晶石B純度可達到99.99％。

經過步驟b，碳粉中的鐵(Fe)和硅(Si)由于氟化物載體被破壞，將得到的碳粉重復步驟a，經過浮選和磁選，再次消除碳粉中的鐵和硅，得到碳粉C。得到的碳粉C灰分為1％-2％，達到高純碳粉的級別。

在步驟b中，用于堿式溶出的堿為氫氧化鈉。操作時，用于堿式溶出的碳粉A中的氟化物溶于NaOH溶液中，加入二氧化碳后，析出冰晶石(Na₃AlF₆)和Na₂CO₃，再用Ca(OH)₂與Na₂CO₃進行苛化反應生產CaCO₃沉淀和NaOH溶液，NaOH實現循環使用。