[發明專利]一種聯動回收鋁冶煉過程多種固廢物料的方法

有效

• 申請號: 202110441631.7
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113278808B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 林艷;楊萬章;崔焱;劉丹;王皓逸;馬路通;鄧聰
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C22B7/02
• 分類號: C22B7/02;C22B7/04;C22B1/00;C22B21/00;C01D5/06;C01F7/02;C01F7/26;C01F7/50
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 劉芙蓉

本發明公開一種聯動回收鋁冶煉過程多種固廢物料的方法，具體充分利用鋁灰、陰極灰和炭渣的成分特性，綜合考慮鋁冶煉過程多種固廢料的聯動回收，氟和鋁有價元素回收率高(≥90％)、產品純度高(主產品AlF₃和Al₂O₃混料純度≥98％)，可用于鋁電解過程，整體技術利潤附加值高、試劑消耗和能耗小，有利于保護生態環境，有效降低了材料消耗和成本，提高固廢物料回收的經濟效益和環境效益。

技術領域

本發明涉及一種聯動回收鋁冶煉過程中產生的炭渣、陰極灰及鋁灰等固廢物料的處理方法，特別是回收鋁冶煉過程中產生的含氟和含鋁的固廢物料。

背景技術

在鋁冶煉過程中，產生的主要危險廢物包括鋁灰、炭渣、陰極灰等。鋁灰是鋁液、鋁錠、再生鋁熔煉精制鋁材過程中產出的熔渣和浮皮，主要來源于電解鋁廠、鋁加工廠、再生鋁廠重熔鑄造過程。一般每加工一噸原鋁約產出20-40kg鋁灰，其主要成分為金屬鋁、氧化鋁(質量約占30％-70％)、二氧化硅、氧化鐵，還有少量的氮化鋁、碳化鋁和氯化鹽。鋁灰按照其處理程度的不同可分為一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰為鋁發生融熔的工序直接排出的灰渣，其特征為金屬鋁的含量較多。二次鋁灰為一次鋁灰經回收金屬鋁后的灰渣，相對一次鋁灰其中的金屬鋁含量顯著降低，其他物質的含量明顯增加。除鋁灰外，炭渣也是鋁冶煉過程中產生的主要含氟固廢。工業鋁電解槽所用電極均是由炭素材料制成，由于其不均質性，在電解鋁過程中將產生大量含電解質的炭渣，其產生的主要原因有：(1)炭陽極的不均勻燃燒和選擇性氧化導致炭粒脫落；(2)炭陰極在鋁液和電解質的侵蝕和沖刷下產生炭粒剝落；(3)電解過程中的二次反應生成游離的固態炭；(4)操作不當帶來的機械損失，其中(1)是產生炭渣的主要原因。根據統計，每生產一噸原鋁約外排5～15公斤炭渣。由于受電解質的浸泡和滲透，炭渣中電解質含量很高、約占炭渣重量的60％～70％，成分主要是碳、冰晶石、亞冰晶石、少量氧化鋁和氟化鈣。陰極灰是電解槽大修時抽去電解質后殘留在陰極上形成的電解質與陰極浮炭混合形成的灰分，其主要成分是碳、氟化鈉、冰晶石、氧化鋁，還含有少量單質鋁和氧化鐵等。根據測算，每生產一噸原鋁約外排1～2公斤陰極灰。這些鋁工業危廢和固廢如處理不當，不僅會造成環境污染，還會造成資源的浪費。