[发明专利]一种铝电解槽废弃阴极炭块的再循环环保利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽废弃阴极炭块的再循环环保利用方法。

背景技术

目前中国电解铝工业采用的主力槽型是350-500kA大型预焙阳极电解槽，平均寿命是7-10年；电解槽阴极内衬中的阴极炭块总量以400kA槽型为例，经计算和实际称重约为35吨。在铝电解正常生产过程中，电解槽阴极炭块因电解质的渗透和阴极炭块的吸附作用，阴极炭块中含有固体电解质成分，使用质谱仪分析其化学成分如下：

铝电解槽停槽后阴极炭块化学成分分析表

由于废弃阴极碳块中含有氟化物，要有专门的环保设计场地存放，否则对环境污染很大。存储费用很高，占用场地，同时也不能保证做到绝对的环保要求。废阴极炭块中的氟化物对于环保来讲是危害物，但是对于电解生产是有用物料。

目前开发和实验的环保处理方法大致都是火法处理，例如在烧制水泥、火力发电发电等生产中当作燃料使用，燃烧后的氟化物转化为难溶于水的复杂化合物，起到一定的环保作用，但是由于技术上尚有难以攻克的原因，都没能形成工业规模处理程度。

废阴极炭块中有的Na、Mg、Al、K、Ca、F元素都是电解铝生产中的有用原料，没有得到回收，是一种浪费。另外废阴极中的碳是制造铝电解生产中碳阳极的原料，制作成本远远高于普通燃料，当作燃料烧掉也不是经济做法。所以有必要找到一种工业规模经济环保和能够循环利用的处理方法尤为迫切。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种环保、循环、经济的铝电解槽废弃阴极炭块的回收利用方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种铝电解槽废弃阴极炭块的再循环环保利用方法，把废弃的阴极碳块破碎，掺混进入铝电解碳素阳极生产系统中，使阴极炭块中碳成分作为电解铝用阳极碳素生产原料用，氟化盐随同成品碳阳极进入铝电解槽中，作为有用原料循环利用。

作为优选的方案，所述废弃的阴极碳块破碎的粒度与电解铝用阳极碳素生产要求的粒度要求一致。这样更利于铝用阳极碳素的制备加工。

所述废弃阴极炭块参混比例占碳阳极生产系统重量1%以下。

具体优选是：每35吨废阴极参混到3745吨碳阳极生产系统中，即废阴极参混比例达到0.93%。这样3745吨中的各种氟化盐总量8.75吨进入碳阳极生产系统中，使得生产出来的铝用碳阳极杂质增加0.233%，不影响碳阳极的生产工艺，最终生产出碳素阳极导电性、灰分、抗压强度等主要理化指标稍有影响，但是不影响这种方法生产出来的碳阳极在铝电解槽中的使用效果。

优选的具体的掺混方法为：在电解铝用阳极碳素生产中，把不同粒度的煅后石油焦煅、碳粉料、生产系统回收的碳粉尘与破碎的废弃的阴极碳块进行配料，形成干料，然后与沥青均匀混捏振动成型成为生阳极。生阳极经过高温焙烧生成碳含量在99.5%的碳素导电体。

优选的沥青含量比例为16.5%～17.5%。

一种电解铝用阳极碳素的制备工艺，以石油焦、沥青、废弃的阴极碳块为原料，把高温煅烧后石油焦、沥青与破碎的废弃的阴极碳块均匀混捏成型制成生阳极，最后进入焙烧窑进行高温焙烧生成碳含量在99.5%的碳素导电体。

本发明有益效果：

本发明提供的铝电解槽废弃阴极炭块的再循环环保利用方法，不但成功的处理了废弃含氟阴极碳块，使得原来的储存费用降低到零，同时成功在铝电解生产上循环利用了原有的废弃阴极炭块中有用的碳成分和有用的Na、Mg、Al、K、Ca、F成分，变废为宝，另外此种方法不改变原有的铝用碳阳极的烧制工艺，成品碳阳极在铝电解槽中使用中技术条件改变不大，完全可以接受，直接间接经济效益和环保效益显著。技术上简单实用是一种环保循环的经济方法。

添加废弃阴极碳块后的电解铝阳极煅后石油焦配比：

备注：

1、料的纯度是指所要求的不同粒度物料必须达到的比例，例如：3～6mm的煅后石油焦纯度是≥90%，它的的具体含义是3～6mm粒度的石油焦含量必须≥90%；≤3mm和≥6mm的物料含量综合必须≤10%。

2、含量、混合料的具体含义是：含量是指理论配方含量比例；混合料比例是指在生产实际中必须达到的配料含量上下限比例，例如24％±3，是指3～6mm粒度区间物料含量在21~27%之间。

实施例1：