[发明专利]一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法

说明书

技术领域

本发明涉及精铝生产领域，尤其涉及一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法。

背景技术

目前国内外精铝电解成熟的工艺为三层液精铝电解工艺，通常使用氯氟电解质体系作为精铝电解中的电解质。

氯化钡作为三层液精铝电解工艺的主要电解质之一，在精铝生成过程中起到了不可替代的作用。三层液精铝电解工艺对电解质的要求比较严格，电解质必须具备密度适中、挥发性小、导电性良好、初晶温度低等特点。氯化钡与其它电解质共同作用，对精铝电解中的电解质体系的各种性质进行调节。精铝电解质体系中适量氯化钡的存在可以有效降低整个精铝电解体系初晶温度，当氯化钡浓度在50%~70%范围内，大约每增加1%的氯化钡，电解体系的初晶温度则会下降1.5℃；在现行的工业精铝电解质体系中，电解质体系的密度在很大程度上由氯化钡的含量所决定。当电解质体系中氯化钡的浓度大于58%时，电解质体系的密度随着氯化钡浓度的增加而迅速增加；氯化钡的存在对电解质体系的电导起负作用，随着体系中氯化钡浓度的增加，体系的电导呈现下降的趋势。因此综合上述各种因素，在现行的精铝电解质体系中，氯化钡的浓度为60%左右。

在精铝电解过程中可能产生如下杂质物质：

电解体系内物质可能发生如下副反应：

   (1)

  (2)

反应(1)实际不能发生，而反应(2)却能够强烈地进行。精铝电解过程中新生成的BaF₂与电解质体系中原有的氯化钡发生了如下反应：

  (3)

反应(3)中生成的BaCl₂·BaF₂在精铝电解温度下为难熔于电解液的物质，从电解质体系中分离出来。由于电解质体系中NaF的浓度低，电解质体系中部分氯化钡参与了反应，形成了难熔于电解液的废渣。

电解质体系中含有部分氟化铝，氟化铝主要作用为调节整个电解质体系的电导和初晶温度。在精铝电解过程中，电解质体系中部分的氟化铝与空气中的水分和原料带入的极少量水分发生了如下反应：

  (4) 

反应(4)中生成的氧化铝在精铝电解温度下为难熔于电解液的物质，以废渣的形式从电解质体系中分离出来。

在精铝生成过程中，采用的原料为铜铝合金，随着精炼过程的进行，原铝中的极少量的杂质铁、硅聚集于阳极合金内，因此阳极合金为Al-Cu-Fe-Si四元体系，在该体系中存在许多难熔化合物，如FeSiAl₅、固溶体α (Al-Fe-Si)、β(Al-Fe-Si)等。在阳极在熔解过程中，上述杂质转移到电解质体系中，以废渣的形式从体系中分离出来。

在精铝生成过程中，电解质体系中部分氯化钡、氟化铝等发生反应生成难熔化合物从体系中分离出来，在实际生产过程中，要对电解质体系的成分进行分析，同时要及时向电解质体系中添加氯化钡、氟化铝等物质。在形成的可溶性(水溶性)含钡废渣中，氯化钡属于危险化学品名录中第6.1类毒害品，食入0.2g以上可引起中毒，其致死量为0.8~0.9g。氯化钡是剧毒物质，可引起大脑及软脑膜的炎症，中毒时毛细血管通透性升高，同时伴有出血及水肿。其次氯化钡还能够抑制骨髓并引起肝脏疾病、脾硬化等疾病。氯化钡急性中毒表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻、脉缓、肌肉麻痹、心律紊乱等症状，可因心律紊乱和呼吸肌麻痹而死亡；长期接触氯化钡容易出现气促、口腔粘膜肿胀糜烂、心动过速、血压增高、脱发等症状，因此氯化钡必须储存在阴凉、通风的仓间内，以免对周边环境产生安全、环保问题。

在精铝生产过程产生有大量可溶性含钡废渣。可溶性含钡废渣在堆存过程中，经过雨水渗透可溶性钡盐会转入地下水和地表水中，对周边的环境安全产生较大的影响，同时也造成了资源的浪费。

本申请针对精铝生产过程中产生的可溶性含钡废渣，发明了一种综合利用的方法，实现废渣的综合利用，降低和消除废渣对周边环境的危害，实现精铝生产过程中安全、资源循环利用和可持续发展的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种易于控制操作的综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法。

为解决上述问题，本发明所述的一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的方法，其特征在于：该方法由氟离子回收工艺、浸出液分离工艺、铁铝分离工艺、钠钡分离工艺组成；其中