[發(fā)明專利]一種含電解質(zhì)廢料的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110141741.1
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112978777B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李帥;康澤雙;閆琨;練以誠;劉中凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋁業(yè)股份有限公司
• 主分類號: C01F7/50
• 分類號: C01F7/50;C25C3/18
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 王瑞琳

本發(fā)明公開了一種含電解質(zhì)廢料的處理方法，所述方法包括：獲得細(xì)粒徑含電解質(zhì)廢料；將所述細(xì)粒徑含電解質(zhì)廢料、脫鈉劑和催化劑按質(zhì)量比1：(0.5～2.5)：(0.001～0.002)進(jìn)行混勻，獲得混合料；將所述混合料加熱進(jìn)行反應(yīng)，獲得合成料；將所述合成料破碎獲得細(xì)料，后將所述細(xì)料進(jìn)行水洗和固液分離，獲得含氟化鋁產(chǎn)品和鈉鹽溶液；本發(fā)明利用脫鈉劑的強(qiáng)排鈉性能，在催化劑的作用下，通過加熱破壞電解質(zhì)中離子鍵，實現(xiàn)鈉離子和脫鈉劑中陰離子的重構(gòu)，從而將鈉元素從電解質(zhì)中脫除，獲得含氟化鋁產(chǎn)品和鈉鹽溶液，不僅能將電解質(zhì)廢料轉(zhuǎn)化成附加值高的氟化鋁產(chǎn)品，而且具有能耗低、易于工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)和廢物零排放等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁電解危廢處理領(lǐng)域，特別涉及一種含電解質(zhì)廢料的處理方法。

背景技術(shù)

鋁是僅次于鋼鐵的第二大金屬，中國是世界第一產(chǎn)鋁大國。目前，氧化鋁熔鹽電解法是工業(yè)化生產(chǎn)金屬鋁的唯一方法。電解槽運(yùn)行時需要維持恒定的電解質(zhì)分子比(NaF/AlF3)。氧化鋁是電解鋁的主要原料，但是工業(yè)氧化鋁一般含氧化鈉0.2-0.5％，原料中持續(xù)帶入的鈉會引起電解槽分子比上升。因此，鋁電解過程需要不斷的補(bǔ)充氟化鋁或下料載氟氧化鋁來平衡由工業(yè)氧化鋁含鈉引起的電解質(zhì)分子比上升。這就造成了電解槽中電解質(zhì)的增多，產(chǎn)生了富余電解質(zhì)，需要定期打撈外排。

據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)1噸電解鋁約外排30kg廢槽襯，其中電解質(zhì)含量約占15-40％；外排5-10kg炭渣，其中電解質(zhì)含量約占58-80％；此外電解過程中還會打撈出一定量的富余電解質(zhì)。按照我國電解鋁產(chǎn)能為3600萬噸/年估算，我國年外排電解質(zhì)在50萬噸以上，其潛在價值約30億元。

近年來隨著國家對生態(tài)環(huán)境的重視，鋁工業(yè)科研工作者對含電解質(zhì)廢料的處理技術(shù)開展了許多富有成效的工作，對比文件1：公開號為“CN105239097A”的專利申請公開了一種鋁電解陽極炭渣的水淬和分選處理方法，包括熱態(tài)炭渣水淬、水淬渣分級、離心分離、炭渣濕磨以及浮選步驟，分別獲得富碳產(chǎn)品和富含電解質(zhì)產(chǎn)品。該專利存在工藝流程長，產(chǎn)品純度低問題，導(dǎo)致獲得的產(chǎn)品應(yīng)用受限。此外，在破碎和磨礦環(huán)節(jié)容易引起粉塵污染。對比文件2：公開號為“CN111364063A”的專利申請公開了一種鋁電解槽電解質(zhì)提純的方法，主要利用電解質(zhì)冷卻凝固過程中的成份偏析原理實現(xiàn)電解質(zhì)中賦存鋰鹽和鉀鹽的脫除。該專利僅適用于解決電解質(zhì)中鋰、鉀等雜質(zhì)含量快速富集導(dǎo)致電解生產(chǎn)困難的問題，對電解質(zhì)中分子比改變較小。此外，該技術(shù)在實施過程中容易引入鐵雜質(zhì)，進(jìn)而可能會影響鋁錠的質(zhì)量等級。對比文件3：公開號為“CN100577885”的專利申請公開了一種回收鋁電解炭渣中電解質(zhì)的方法，在陽極碳渣中加入1％-10％的分散劑氟化鈣和1％-10％的燃燒催化劑煤，然后在650℃-800℃下焙燒處理1-3h，將得到的電解質(zhì)返回鋁電解槽使用。該方法原理簡單，但是需要較高的處理溫度和較長的處理時間，導(dǎo)致能耗大，最終產(chǎn)品為較為純凈的冰晶石，產(chǎn)品附加值相對較低。

當(dāng)前，針對炭渣中的電解質(zhì)研究較多，其主要處理工藝多分為濕法浮選和高溫火法處理兩類。浮選法主要以回收電解質(zhì)及碳粉材料為目的，但是回收的電解質(zhì)及碳素材料雜質(zhì)均含量過高、難以直接利用；高溫火法主要以回收電解質(zhì)為目的，得到的電解質(zhì)純度較高，但炭渣中的碳粉被白白浪費(fèi)掉，且該工藝存在能耗高、最終產(chǎn)品附加值低的缺點，這導(dǎo)致火法技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用很少。針對鋁電解過程中產(chǎn)生的其它含電解質(zhì)廢料的研究甚少。大量含電解質(zhì)廢料的閑置和堆存，不僅造成了資源浪費(fèi)，而且占據(jù)大量存貯空間，如果管理不當(dāng)還會對周邊生態(tài)環(huán)境造成破壞。當(dāng)前，含電解質(zhì)廢料的處置利用已成為鋁電解企業(yè)不容忽視的重要問題。

綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)中含電解質(zhì)廢料處理過程存在能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差、附加值低的缺點，因此，如何開發(fā)一種能夠解決所述問題的含電解質(zhì)廢料的處理方法，成為冶金工作者研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容