[其他]加硅高溫水解處理HALL—HEROULT電解槽廢襯料的方法

無效

• 申請號: 88103256
• 申請日: 1988-05-31
• 公開（公告）號: CN88103256A
• 公開（公告）日: 1988-12-14
• 發明（設計）人: 麥克爾·里諾伊
• 申請（專利權）人: 皮奇尼鋁公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;C25C3/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳大建

本發明涉及加硅高溫水解處理HALL-REROULT法電解制鋁所用電解槽拆散而得廢襯料的方法。

這些廢襯料基本上由碳質陰極塊，碳質密封件和橫襯以及置于橫襯和構成電解槽的金屬容器底部上的耐火和絕絕材料構成的。

這些材料用后浸滿了有害物質如可溶氟化鈉或氟化鈉-鋁以及氰化物，這些物質必須廢除后才能排出。

粉碎后用堿液浸濾進行廢襯料處理和再生的方法已見于例如FR-A-2338336(-US4052288)(ALUM?IN?IUM?PECH?INEY)或US4113831(KAISER)。

流化床高溫水解法也已見于例如US4065551(ELKEM)以及US4113832和460809(KAISER)。

流化床法的缺點是反應溫度受到限制，因為其中有強烈的結塊傾向，這方面可參見L.C.BLAYDEN和S.G.EPSTEIN，Journal?of?Metals，Juillet?1984，p24或A?IM?E冶金學會的“Technical?Paper”No.A87-14，p3(1987，A?IM?E?AnnualMeeting)。

而且，這些高溫水解技術不能用來處理SiO₂含量高(超過百分之幾)的廢料，因為降低了結塊溫度，這方面可參見E.R.CUTSHALL和L.O.DALEY，Journal?of?Metals，november?1986，p37，表II，其中處理廢襯料中硅總含量只有1.2％，因此僅限于處理廢襯料的碳質部分或在電解槽設計階段僅用二氧化硅含量很低的襯料，這樣一來就基本上是以氧化鋁為基礎，而目前已知其有效壽命要比現代硅-鋁預制襯料短得多。????

盡管近年來大大延長了電解槽的平均有效壽命，但不斷地提出了毀壞拆散不能繼續使用的電解槽所得度襯料并在可能的情況下循環使用處理后的產品的問題。的確，這些老化襯料含有大量含氟化合物(氟含量高達100kg/t)，鈉產物(Na含量高達200kg/t)以及其量不可忽視的氰化物(高達5kg/t)，敞開貯存在大氣中對于環境來說是極其危險的。

構成電解槽內襯的碳質部分中的有害元素并不比構成現代槽絕熱襯料的硅-鋁磚中的有害元素少。特別是暴露在高于750～800℃溫度下的大部分襯料區中均已發現氰化物。

因此有必要開發出能夠在比較經濟的條件下處理高硅含量廢襯料并且保證環境絕對安全，特別是通過回收含氟化合物并完全廢除氰化物的工業方法。

本發明的目的就是提出通過加硅高溫水解而對碳和浸漬耐火材料構成的老化襯料進行高溫(1000℃以上)再處理的方法，其中能夠分出氣相并且夾帶出基本上所有主要呈HF氣態(或在可解的情況下呈四氟鋁酸鈉NaAlF₄)的氟，以及至少部分液相，其中基本上無可溶氟化物，而含硅，鋁，鈣，鈉和大部分其它雜質：鐵，鈦，重金屬，均呈含氧化合物態并主要是硅酸鹽，最初存在的氰化物在高溫處理期間被氧化除掉。“加硅高溫水解”一詞意指該處理過程中同時或后續加熱以及進行水蒸汽作用并添加二氧化硅。

為了達到這一目的，我們已發現，待再處理廢料組成就主要元素(鈉-鋁-硅-鈣)來說必須調整或保持在相當嚴格的范圍內以使最終含氧殘渣(液態和/或固態)主要由霞石(Na₂Si₂Al₂O₈)，鈣長石(CaAl₂Si₂O₈)和硅酸鈉(優選為二硅酸鈉Na₂Si₂O₅并可帶有-硅酸鈉Na₂SiO₃)的混合物構成，而過量的未結合的二氧化硅SiO₂無論如何也不會成為問題。

現就原子比看，這些原則可表示如下：

a)Si≥(Na/2)+2Ca優選為Si≥Na+2Ca+(Fe/2)

b)Si＞Na＞Al

為了達到上述目的，必須向廢襯料中添加二氧化硅，其形態例如可為硅砂或其它含大量二氧化硅的化合物如長石K₂O·Al₂O₃·6SiO₂或鈉長石6SiO₂·Al₂O₃·Na₂O或來自絲煤洗滌工序的富二氧化硅廢料。

本發明實施方式至少有兩種：