[發(fā)明專利]一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊綜合回收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610364167.5
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN105964659B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖勁;袁杰;田忠良;楊凱;余柏烈;賴延清;李劼
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C25C3/12
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊綜合回收方法，屬于固廢資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

自2001年以來，中國電解鋁產(chǎn)能已經(jīng)連續(xù)多年居世界第一，2015年原鋁產(chǎn)量約3141萬 t。當(dāng)前鋁電解采用霍爾-埃魯工藝，生產(chǎn)過程中因電解質(zhì)的滲入、高溫鋁液和金屬鈉等物質(zhì)對槽底部的侵蝕，導(dǎo)致鋁電解槽運行3～6年后，需要停槽更換內(nèi)襯。研究表明，每生產(chǎn)1t電解鋁，會產(chǎn)生約10kg的廢舊陰極材料。以此計算，我國僅2015年產(chǎn)生的廢舊陰極材料就多達(dá) 30萬t以上。

鋁電解廢舊陰極炭塊中，炭占30％～70％，其余為電解質(zhì)，主要是冰晶石、氟化鈉、氟化鈣、氰化物等，具有可溶性，遇水會產(chǎn)生有害氣體，還會污染地表水和地下水。作為危險固體廢棄物堆存或填埋，不僅不能從根本上消除鋁電解廢舊陰極材料的毒性和腐蝕性危害，而且造成了資源浪費。鋁電解槽廢舊陰極材料是一種富含炭和電解質(zhì)的可用資源。隨著礦物資源的不斷減少以及環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，鋁電解槽廢舊陰極的綜合利用已成為必然趨勢。

提高創(chuàng)新原鋁清潔生產(chǎn)技術(shù)和資源化利用技術(shù)，高效合理、環(huán)保經(jīng)濟(jì)地處理鋁電解槽廢槽襯，是擺在每一個鋁冶金從業(yè)人員面前的行業(yè)難題。針對當(dāng)前鋁電解槽廢舊陰極炭塊環(huán)保壓力大、資源浪費嚴(yán)重等問題，業(yè)內(nèi)專家學(xué)者和生產(chǎn)一線人員進(jìn)行了多方面探索研究。

專利CN101357367A提供一種利用煤矸石處理鋁電解槽廢槽襯的方法，經(jīng)過：原料破碎、磨細(xì)，將添加量為廢槽襯質(zhì)量10％～30％的煤矸石及廢槽襯質(zhì)量5％～35％的生石灰與廢槽襯混合均勻；在溫度為900℃～1200℃條件下，焙燒40min～70min，焙燒物磨細(xì)至粒度小于0.074mm，用濃度為0.5％～5％的石灰水浸出殘余的可溶氟離子，浸出時間為30～60min，之后進(jìn)行過濾，濾液收集后作它用，濾渣回收即為可用物。

專利CN 102161049 A公開了一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊的綜合利用方法，其特征是：將經(jīng)過分揀、破碎、磨粉、除灰及干燥后的廢舊陰極炭塊作為高爐炭塊、電爐炭塊、電解槽陰極炭塊、電解槽側(cè)部炭塊、電解炭塊、自焙炭塊或碳素糊料生產(chǎn)用原料使用。

專利CN102992298A公開了一種電解槽大修槽渣廢陰極炭塊的回收利用方法，其特征在于，對電解槽大修槽渣進(jìn)行分選，得到廢陰極炭塊；對分選的陰極炭塊塊料分別進(jìn)行水浸，選出塊料后再次破碎、水浸，選出的塊料進(jìn)行回收，剩余的粉料磨粉、浮選，選出其中的碳粉。

專利CN1320491A公開了一種鋁電解槽廢內(nèi)襯的綜合回收方法：將鋁電解槽廢內(nèi)襯粉碎后投入注入水和濃硫酸的酸解罐中進(jìn)行酸解，產(chǎn)生的氣體用水反復(fù)淋洗，回收氫氟酸；酸解罐中酸解后經(jīng)過濾產(chǎn)生濾渣和濾液，其濾渣可制取石墨粉和工業(yè)氫氧化鋁、氧化鋁；其濾液可生產(chǎn)多種氟化鹽、硫酸鹽產(chǎn)品。

專利CN10130268A公開了一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊的綜合利用方法，主要是將其應(yīng)用于鋁電解槽電熱焙燒中陰陽兩極導(dǎo)電和發(fā)熱材料，屬于電解槽焙燒用材料技術(shù)領(lǐng)域。應(yīng)用方法：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(zhì)等；2.將經(jīng)過分離的廢舊陰極炭塊進(jìn)行破碎，成為1-5mm粒度顆粒；3.采用不同導(dǎo)電率的廢舊陰極破碎料在鋁電解槽內(nèi)鋪設(shè)，調(diào)整通電后的電流分布；4.廢舊陰極顆粒通過氧化或撈炭渣方式消除。

專利CN101386017A公開了一種酸堿聯(lián)合法處理鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，包括以下步驟:(1)將鋁電解廢舊陰極加入到濃堿溶液中反應(yīng)，過濾得到過濾固相加入到濃酸溶液中反應(yīng)，過濾得到碳粉；(2)將濾液混合并滴入濃堿溶液，調(diào)節(jié)pH值為9，靜置過濾，得到冰晶石； (3)在濾液中加入漂白粉飽和溶液，靜置過濾，得到氟化鈣；(4)將四次濾液加熱蒸發(fā)結(jié)晶，得到氯化鈉固體。

目前有關(guān)鋁電解廢舊陰極炭塊的回收處理工藝較多，大多由于工藝復(fù)雜、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、有價物質(zhì)不能有效回收、處理成本高等原因未能得到廣泛工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊資源化綜合回收處理方法。

本發(fā)明一種鋁電解槽廢舊陰極炭塊資源化綜合回收處理方法，包括下述步驟：

步驟一

將鋁電解槽廢舊陰極炭塊破碎，得到備用顆粒；

步驟二

將步驟一所得備用顆粒加熱至200-400℃，保溫后進(jìn)行浮選；得到炭渣、電解質(zhì)渣；

步驟三

將步驟二所得電解質(zhì)渣加熱至550-800℃，保溫，得到電解質(zhì)粉；

步驟四

將步驟二所得炭渣加入堿液中浸出，浸出后過濾，得到濾渣炭粉和濾液；