[實用新型]一種綜合回收利用精鋁生產過程中含鋇廢渣的設備

有效

• 申請號: 201220163626.0
• 申請日: 2012-04-18
• 公開（公告）號: CN202626267U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 景燕;馬軍;賈永忠;王小華;姚穎;孫進賀;李磊;林鵬程;田素燕;呂學海;尹剛
• 申請（專利權）人: 青海省安全生產科學技術中心;青海民族大學;中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C22B7/00
• 分類號: C22B7/00;C25C3/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 李艷華

技術領域

本實用新型涉及精鋁生產領域，尤其涉及一種綜合回收利用精鋁生產過程中含鋇廢渣的設備。

背景技術

目前國內外精鋁電解成熟的工藝為三層液精鋁電解工藝，通常使用氯氟電解質體系作為精鋁電解中的電解質。

氯化鋇作為三層液精鋁電解工藝的主要電解質之一，在精鋁生成過程中起到了不可替代的作用。三層液精鋁電解工藝對電解質的要求比較嚴格，電解質必須具備密度適中、揮發性小、導電性良好、初晶溫度低等特點。氯化鋇與其它電解質共同作用，對精鋁電解中的電解質體系的各種性質進行調節。精鋁電解質體系中適量氯化鋇的存在可以有效降低整個精鋁電解體系初晶溫度，當氯化鋇濃度在50%~70%范圍內，大約每增加1%的氯化鋇，電解體系的初晶溫度則會下降1.5℃；在現行的工業精鋁電解質體系中，電解質體系的密度在很大程度上由氯化鋇的含量所決定。當電解質體系中氯化鋇的濃度大于58%時，電解質體系的密度隨著氯化鋇濃度的增加而迅速增加；氯化鋇的存在對電解質體系的電導起負作用，隨著體系中氯化鋇濃度的增加，體系的電導呈現下降的趨勢。因此綜合上述各種因素，在現行的精鋁電解質體系中，氯化鋇的濃度為60%左右。

在精鋁電解過程中可能產生如下雜質物質：

電解體系內物質可能發生如下副反應：

???(1)

??(2)

反應(1)實際不能發生，而反應(2)卻能夠強烈地進行。精鋁電解過程中新生成的BaF₂與電解質體系中原有的氯化鋇發生了如下反應：

??(3)

反應(3)中生成的BaCl₂·BaF₂在精鋁電解溫度下為難熔于電解液的物質，從電解質體系中分離出來。由于電解質體系中NaF的濃度低，電解質體系中部分氯化鋇參與了反應，形成了難熔于電解液的廢渣。

電解質體系中含有部分氟化鋁，氟化鋁主要作用為調節整個電解質體系的電導和初晶溫度。在精鋁電解過程中，電解質體系中部分的氟化鋁與空氣中的水分和原料帶入的極少量水分發生了如下反應：

??(4)?

反應(4)中生成的氧化鋁在精鋁電解溫度下為難熔于電解液的物質，以廢渣的形式從電解質體系中分離出來。

在精鋁生成過程中，采用的原料為銅鋁合金，隨著精煉過程的進行，原鋁中的極少量的雜質鐵、硅聚集于陽極合金內，因此陽極合金為Al-Cu-Fe-Si四元體系，在該體系中存在許多難熔化合物，如FeSiAl₅、固溶體α?(Al-Fe-Si)、β(Al-Fe-Si)等。在陽極在熔解過程中，上述雜質轉移到電解質體系中，以廢渣的形式從體系中分離出來。

在精鋁生成過程中，電解質體系中部分氯化鋇、氟化鋁等發生反應生成難熔化合物從體系中分離出來，在實際生產過程中，要對電解質體系的成分進行分析，同時要及時向電解質體系中添加氯化鋇、氟化鋁等物質。在形成的可溶性(水溶性)含鋇廢渣中，氯化鋇屬于危險化學品名錄中第6.1類毒害品，食入0.2g以上可引起中毒，其致死量為0.8~0.9g。氯化鋇是劇毒物質，可引起大腦及軟腦膜的炎癥，中毒時毛細血管通透性升高，同時伴有出血及水腫。其次氯化鋇還能夠抑制骨髓并引起肝臟疾病、脾硬化等疾病。氯化鋇急性中毒表現為惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉、脈緩、肌肉麻痹、心律紊亂等癥狀，可因心律紊亂和呼吸肌麻痹而死亡；長期接觸氯化鋇容易出現氣促、口腔粘膜腫脹糜爛、心動過速、血壓增高、脫發等癥狀，因此氯化鋇必須儲存在陰涼、通風的倉間內，以免對周邊環境產生安全、環保問題。

在精鋁生產過程產生有大量可溶性含鋇廢渣。可溶性含鋇廢渣在堆存過程中，經過雨水滲透可溶性鋇鹽會轉入地下水和地表水中，對周邊的環境安全產生較大的影響，同時也造成了資源的浪費。

本申請針對精鋁生產過程中產生的可溶性含鋇廢渣，發明了一種綜合利用的設備，實現廢渣的綜合利用，降低和消除廢渣對周邊環境的危害，實現精鋁生產過程中安全、資源循環利用和可持續發展的目標。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種易于控制操作的綜合回收利用精鋁生產過程中含鋇廢渣的設備。

為解決上述問題，本實用新型所述的一種綜合回收利用精鋁生產過程中含鋇廢渣的設備，其特征在于：該設備包括氟離子回收系統、浸出液分離系統、鐵鋁分離系統和鈉鋇分離系統；所述浸出液分離系統分別與所述氟離子回收系統、鐵鋁分離系統和鈉鋇分離系統相連；所述鐵鋁分離系統與所述鈉鋇分離系統相連。