[發明專利]一種鋁電解難處理電解質的分離回收方法

在審

• 申請號: 201910350140.4
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN109972175A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 馮乃祥
• 申請（專利權）人: 沈陽北冶冶金科技有限公司
• 主分類號: C25C3/18
• 分類號: C25C3/18;C01D5/18;C01D5/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種鋁電解難處理電解質的分離回收方法，按以下步驟進行：(1)將鋁電解難處理電解質磨細并分析成分；(2)準備硫酸溶液；(3)粉料和硫酸溶液在100～300℃反應，氣體排出剩余固相物料；(4)固相物料降溫用水溶解；(5)過濾；(6)當不含LiF和KF時，加入NaOH析出的Al(OH)₃；(7)加入Ca(OH)₂和Na₂SO₄反應后過濾；(8)含有LiF和KF時，加入NaOH使pH值達到7～8；再加入Na₂CO₃溶液反應后過濾；或加入NaOH反應后過濾；(9)混合濾液蒸發濃縮過濾，余液蒸發脫水。本發明的方法操作簡便，能夠使各有用組分分別分離，使資源達到充分回收利用。

技術領域

本發明涉及工業鋁電解廢棄電解質的分離與回收技術領域，特別涉及一種鋁電解難處理電解質的分離回收方法。

背景技術

在工業鋁電解生產過程中，使用以冰晶石為主要成分的電解質，電解質的主要成份為以NaF和AlF₃組成的冰晶石、氧化鋁和CaF₂；在中國的某些電解鋁廠其電解質中還含有較高含量的LiF和KF。

在中國的電解鋁廠含有兩種難處理電解質：一種是在鋁電解生產過程中從電解槽的電解質熔體中撈出的高炭含量的電解質，通常被電解鋁廠稱為“陽極炭渣”，這種陽極炭渣又按電解質中是否含有較高的LiF和KF，而稱為“含鋰鉀的陽極炭渣”，而沒有LiF和KF或是LiF和KF含量很少的陽極炭渣被稱為“無鋰無鉀陽極炭渣”；由于這種電解質含有較高含量的炭，一般在30～80％，而不能被應用，在以前常被填埋處理，但是這會對環境造成影響；如今這種處理方法已被禁止，因此陽極炭渣的分離回收處理問題已成為目前重要的研究課題；目前關于陽極炭渣的分離方法不多，現有的浮選法和燃燒法不僅不能使陽極炭渣有效分離和回收，而且還會造成新的污染；工業鋁電解槽產生的另一種難處理電解質被稱為高鋰高鉀的電解質，在工業鋁電解生產中，由于這種電解質中的LiF和KF含量太高，二者之和約占了電解質組分的10％以上，對鋁電解槽生產帶來了很大的負面影響(不容易生成完好的槽膛結構，電流效率下降)；目前尚沒有有效的處理方法從電解質組份中將LiF和KF分離出來，致使電解質組份中的LiF和KF越來越多，因此只能將其從電解槽中取出，然后用加入低鋰低鉀的電解質方法來實現LiF和KF濃度的降低，這種從電解槽中取出的高鋰鉀電解質越來越多，而又沒有辦法去處理，又不能被重新利用，這給電解鋁廠造成很大的負擔，也造成了資源的浪費。

發明內容

針對上述問題和技術現狀，本發明提供一種鋁電解難處理電解質的分離回收方法，將鋁電解難處理電解質用硫酸在加熱條件下反應生成硫酸鹽，然后加水使可溶性硫酸鹽溶解，過濾分離出硫酸鹽溶液，再沉淀分離出鋁并分離出其他組分，達到各自分離回收效果。

本發明的方法按以下步驟進行：

1、將鋁電解難處理電解質磨細至粒徑≤0.075mm，獲得難處理電解質粉料，分析其中NaF、AlF₃、LiF、KF、CaF₂、Al₂O₃和炭的質量百分比；所述的鋁電解難處理電解質為陽極炭渣或無炭的高鋰高鉀電解質；

2、準備質量濃度≥98％的硫酸溶液；硫酸溶液的量按其中的H₂SO₄與難處理電解質粉料中NaF、AlF₃、LiF、KF、CaF₂和Al₂O₃完全反應為準，所依據的反應式為：

2NaF+H₂SO₄＝Na₂SO₄+2HF (1)、