[發明專利]一種鋁電解槽炭質廢料再生為生產電石用原料的方法

有效

• 申請號: 201710599991.3
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107159688B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;C01B32/942
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 陸僖;寧星耀

一種鋁電解槽炭質廢料再生為生產電石用原料的方法，包括如下步驟：（1）將鋁電解槽炭質廢料破碎；（2）置于浸取池、攪拌浸取裝置或輾壓混合浸取裝置中，先加入水，再加入燒堿或其溶液、生石灰和強氧化活性劑，氧化浸取，過濾分離，得鋁堿液和固體濾渣，固體濾渣經水洗，干燥，得含碳素和氟化鈣的活化碳渣；（3）置于輾混機中，加入碳氫類粘結劑，或還加入生石灰，輾混、成型，得生產電石用原料。本發明方法所得生產電石用原料的碳含量高，雜質含量低，鋁、堿的脫除回收率高；將所得生產電石用原料用于電石生產中，產量提高，噸電石的平均電耗下降，電石產氣量提高，且無氰化物檢出；本發明方法安全簡單、處理量大，能耗、成本低。

技術領域

本發明涉及一種鋁電解槽炭質廢料再生的方法，具體涉及一種鋁電解槽炭質廢料再生為生產電石用原料的方法。

背景技術

目前，我國及世界的電解鋁產量發展迅猛。據統計，至2016年12月底，我國電解鋁的鋁冶煉企業已建成產能達4369.8萬噸，已運行產能達3673.9萬噸。隨著電解鋁產量的增加，電解過程中產生的固體廢棄物，如廢陰極炭塊、廢陽極炭粒、廢耐火磚、廢保溫磚、廢保溫爐渣的產量也迅速增加，其中僅我國電解鋁行業每年產生的廢陰極已達25萬噸，近年尚有400多萬噸的累計堆存量無合適場地填埋，而全世界堆存的廢陰極炭塊實際量已達千萬噸。

鋁電解槽炭質廢料包括電解鋁過程中產生的廢陰極炭塊和廢陽極炭粒等，主要為廢陰極炭塊。鋁電解槽廢陰極炭塊的主要成分為C，還含有Na₃AlF₆、CaF₂、NaF、AlF₃、α-Al₂O₃等，其中碳含量為50～70%，電解質氟化物為30～50%，氰化物約為0.2%。鋁電解過程中沒有參與電解并吸收電解液中電解質的陽極炭粒（又稱陽極炭渣）的主要成分是以Na₃AlF₆為主的鈉鋁氟化物、α-Al₂O₃和C，其余為電解質氟化物，其中，碳含量為40～60%。

電解鋁廢陰極炭塊屬于石墨化程度高的人造材料，眾所周知，電解鋁陰極是以煅燒的無煙煤、冶金焦、石墨等為骨料，煤瀝青等為粘結劑成型焙燒制成，用于含鋁電解槽炭質內襯的塊類或糊類碳素制品，為石墨化或石墨類碳素材料，具有硬度大、摩擦系數小、不易破碎、極難燃（相對于燃煤）的特點。現代大型鋁電解預焙槽的電解溫度在950～970℃之間，每生產1噸鋁消耗約50kg冰晶石、氟化鋁、氟化鎂等電解質，由于熱作用、化學作用、機械沖蝕作用、電作用、鈉和電解質的滲透等引起的熔鹽反應、化學反應，鋁電解槽中的陰極炭塊使用一定時間后會破損，一般運行4～7年后需進行大修，拆除下來的主要是廢陰極炭塊、廢耐火材料、廢保溫材料等，同時在電解過程中還產生一定量的陽極炭粒。

對于數量較小的廢陽極炭粒的處理技術，目前的研究主要集中在采用浮選工藝回收炭和電解質，將廢陽極炭粒粉磨至一定粒度，加水調漿后加入捕收劑，使炭與電解質充分分離，從而得到以電解質為主和以炭為主的兩種產品。其中的電解質可重新返回到鋁電解槽內，炭粉可以用于鋁電解自焙陽極制作陽極糊的原料，但處理成本高且二次污染大。

對于鋁電解槽廢陰極炭塊，目前國內外處理廢陰極炭塊的技術方法達數十種之多，可以概括為濕法、高溫水熱法、超高溫分離法、燃燒分離法、燃料法和安全填埋法等。