[發明專利]一種從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉爐和熔煉方法

在審

• 申請號: 202010438926.4
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111551027A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 李昌林;周云峰;汪艷芳;王俊青;羅麗芬;王俊偉;張芳芳;侯光輝;柴登鵬
• 申請（專利權）人: 中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司
• 主分類號: F27B14/08
• 分類號: F27B14/08;F27B14/14;C25C3/06
• 代理公司: 中國有色金屬工業專利中心 11028
• 代理人: 劉佳音

1.一種從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉爐，其特征在于，熔煉爐為豎式熔煉爐，包括位于頂部位置的進料口(1)、煙氣出口(2)、位于中部位置的爐體(3)、位于底部附近的助燃劑加入口(5)、燃料加入口(6)、電解質溢流口(7)以及底部的電解質收集池(8)，所述爐體(3)從內向外包括：冰晶石層、耐蝕層、耐火材料層、保溫材料層和鋼板。

2.根據權利要求1所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，冰晶石層厚度大于1cm，冰晶石層Na₃AlF₆含量高于85％。

3.根據權利要求1或2所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉爐，其特征在于，耐蝕層是炭素材料、氮化硅材料、氮化硅結合碳化硅材料、鎂鋁尖晶石結構材料、剛玉中的一種，厚度10mm-120mm；耐火材料層所用耐火材料耐熱度大于1200℃，厚度30-300mm；保溫材料層所用保溫材料25℃導熱系數小于0.5W/(m·K)，厚度30-300mm；鋼板厚度3-20mm。

4.一種采用權利要求1-3任一所述的熔煉爐的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，熔煉時利用炭渣自身所含碳和助燃劑產生熱量，控制助燃劑與炭渣的比例，使炭渣中碳全部燃燒脫除，將炭渣中電解質加熱到其熔點之上5-80℃，電解質在重力作用下，流到熔煉爐底部的電解質收集池，實現液態電解質的回收；過程中產生的煙氣，從爐頂排出，回收余熱后，進入凈化系統。

5.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，將炭渣中電解質加熱到其熔點之上10-50℃。

6.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，助燃劑是空氣、純氧，或者二者的混合物。

7.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，當炭渣中碳含量過低，不足以將炭渣中電解質加熱到其熔點之上時，在熔煉爐中添加不含氫或含氫少，且灰分少的碳質燃料，包括煅后焦、CO或其混合物。

8.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，當炭渣中碳含量過低，不足以將炭渣中電解質加熱到其熔點之上時，在熔煉爐中添加降低電解質熔點的物質，包括氟化鋁、氟化鈣、氟化鎂、氟化鋰、氟化鈉、氟化鉀、氧化鋁或其混合物。

9.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，當炭渣中碳含量過高，全部燃燒會使物料溫度太高時，降低助燃劑與炭渣的比例，提高煙氣中一氧化碳的比例，降低炭渣中炭燃燒的發熱量。

10.根據權利要求4所述的從鋁電解炭渣中回收電解質的熔煉方法，其特征在于，炭渣入熔煉爐前為塊狀，粒徑1-20cm。