[發明專利]一種濕法處理電解鋁廢陰極材料的工藝

在審

• 申請號: 202011533222.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112624101A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張逸飛;張宏忠;錢旭輝;郭方方;楊浩;劉世豪;常德政
• 申請（專利權）人: 河南省冶金研究所有限責任公司;河南省科學院
• 主分類號: C01B32/205
• 分類號: C01B32/205;C01F7/54
• 代理公司: 重慶市諾興專利代理事務所(普通合伙) 50239
• 代理人: 熊軍

本發明公開一種濕法處理電解鋁廢陰極材料的工藝，其特征在于包括如下步驟：步驟a：粗碎，將電解鋁廢陰極樣品初步破碎；步驟b:細碎，將步驟a粗碎后的電解鋁廢陰極樣品進一步破碎；步驟c：粉磨；步驟d：堿浸；步驟e：酸浸；步驟f：酸堿浸出液混合，得到冰晶石。本發明通過對電解鋁廢陰極材料的研究，得到處理溫度更低、更易回收利用、處理效果更好的處理電解鋁廢陰極材料的工藝流程，一方面能給鋁廢陰極炭塊處理提供新的思路與方法，另一方面能提高炭質材料的回收利用率，減輕鋁企業的處理成本，在解決鋁工業排污和資源利用問題上可以提供積極的引導作用。

技術領域

本發明屬于危險廢物無害化處理領域，尤其涉及一種濕法處理電解鋁廢陰極材料的工藝。

背景技術

我國鋁工業的體量連年居于世界首位，電解鋁的相關技術也在社會發展與科技進步中不斷突破，然而鋁產業的繁榮也帶來了大量環境污染問題。依據文獻，每生產1噸電解鋁，就產生30～50kg廢舊陰極材料，根據上述資料可以估算，2017年廢舊陰極材料產生量超過100萬噸，多年以來電解鋁殘渣的堆放量更是難以估量。近年來總有新聞報道鋁廠對于廢陰極炭塊的非法傾倒等問題，如果不能妥善處理電解鋁廢陰極炭塊存在的問題，不僅威脅到人民群眾的健康，也會對當地土壤和水環境產生極其惡劣的影響。除此之外，隨著環境惡化與礦產資源日益緊缺，如何經濟有效地處理電解鋁廢陰極炭塊，是減少電解鋁企業排污成本以及促進鋁工業可持續性發展的一種直接有效的手段。

目前，通過火法對廢陰極炭塊進行無害化處理的工藝在工業上應用較為常見，但火法處理對設備要求較高，高溫處理對于能源消耗及成本較高，燃燒殘渣需要填埋處理，成本進一步增加，而且不能很好地回收利用電解鋁廢陰極炭塊中的炭質材料和電解質成分，在越來越講求環境保護資源利用的未來，這種方法并不是處理廢陰極炭塊材料最好的解決方案。濕法處理常用到強酸強堿等試劑，對廠房設備腐蝕較大，安全及維修成本較高；而且由于廢陰極炭塊材料成分復雜，通過濕法處理往往不能將炭質材料與電解質較好地分離；濕法處理工藝流程也相對比較復雜，實際操作難度較高、安全性較差，所以濕法處理大多是處于實驗室或者小試階段，一直未能大規模應用在工業化生產上。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種濕法處理電解鋁廢陰極材料的工藝，欲解決現有技術的缺陷。

本發明的技術方案如下：一種濕法處理電解鋁廢陰極材料的工藝，其特征在于包括如下步驟：

步驟a：粗碎，將電解鋁廢陰極樣品初步破碎；

步驟b:細碎，將步驟a粗碎后的電解鋁廢陰極樣品進一步破碎；

步驟c：粉磨，將步驟b精碎后的電解鋁廢陰極樣品磨成粉末；

步驟d：堿浸，選用粒度大小為100目～150目范圍內的電解鋁廢陰極樣品，溶劑選用水和石油醚混合液按20:5的質量比添加，并按每1g電解鋁廢陰極樣品加入2.4mL的NaOH溶液的比例添加堿浸溶液，將液固比調整為20:1，在保持常溫的條件下用超聲清洗器處理25-35min，然后把樣品靜置2小時；在浸出之后，將混合漿液離心7-10min，沉淀部分使用無水乙醇和石油醚進行浸洗，將洗凈后的石墨化碳樣品留作備用；

步驟e：酸浸，將步驟d洗凈后的石墨化碳樣品加入一定量的10％HCl溶液，常溫浸出2小時，之后將漿液離心7-10min，將沉淀部分用無水乙醇和石油醚各洗一遍，自然晾干得到石墨化碳；

步驟f：酸堿浸出液混合，得到冰晶石。

在本案中，所述步驟d中所用超聲清洗器的功率為300W，且超聲清洗器的處理時間為30min；步驟d中混合漿液的離心轉速為10000rpm，離心時間為7min。

在本案中，所述步驟e中混合漿液的離心轉速為10000rpm，離心時間為7min。