[发明专利]一种去除铝电解槽废旧阴极炭中氰化物的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种去除铝电解槽废旧阴极炭块中氰化物的方法，属于铝电解固废资源的回收技术领域。

技术背景：

在铝电解生产过程中，阴极炭块由于钠和冰晶石等杂质的渗透而膨胀，进一步引起电解槽的破损。国内铝电解槽槽龄在2000天左右就需要进行大修，大修过程中产生的废旧阴极炭块是铝电解行业中主要固体污染物之一。工业铝电解槽的氟平衡调查统计结果显示，每生产1吨电解铝，将会产生10kg左右的废旧阴极炭块。以2015年为例，我国电解铝产量已经达到3141万吨，产生的废旧阴极炭块达30万吨以上，其数量巨大不可忽视。

铝电解槽废旧阴极炭块的主要成分包括炭、氧化铝、电解质成份(冰晶石、氟化钠、氟化铝)、少量的碳化铝、碳化钠和氰化物。当前，废旧阴极炭块的处理主要采用堆放或者安全填埋的方法，但是其含有的可溶性氟化物和剧毒氰化物，易随雨水渗入地下，从而对土壤和地下水造成污染。由于其中的炭和电解质，是铝电解工业所用的原料。因此，为了避免环境污染和提高经济效益，需要针对废旧阴极炭块进行综合回收利用或无害化处理。

为了去除废旧槽衬、废旧阴极炭块中的氰化物，有文献提出采用高温焙烧氧化的方法来分解破坏氰化物(如专利200710099815.X提出废旧阴极炭块在高于650℃焙烧时，可以有效的氧化分解氰化物；而专利200810115442.5和专利200410042564.8分别在850～1150℃和650～1000℃对废旧槽衬中氰化物进行焙烧氧化分解；专利200610086891.2和专利200810058935.X分别在900～1100℃和900～1200℃对废旧槽衬中氰化物进行焙烧氧化分解氰化物)。而专利201010571289.4利用铝电解废混合料制低硅的铝硅合金时，在900～980℃可对其中的氰化物进行分解。但高温焙烧氧化的方法存在能耗高、物质循环利用率低的问题。

此外，也有文献提出利用漂白粉、次氯酸钠对阴极炭块中的氰化物进行氧化处理。尽管实现了对炭块中氰化物的有效去除，产生的N₂和CO₂气体不具有危害性。但是，该方法需要消耗大量碱，以调整溶液的pH呈碱性，工艺流程也相对复杂，处理成本高；且去除氰化物的过程中引入了氯离子和氢氧根离子，所以需要对废水进行进一步处理才能满足环保要求。

发明内容：

本发明针对现有技术的不足，提供一种去除铝电解槽废旧阴极炭块中氰化物的方法。

本发明在研发过程中，发现采用双氧水也能氧化废旧阴极炭块中氰化物；但存在以下几个问题：

1、废旧阴极炭块的浸出液呈弱碱性，而双氧水在碱性条件下将发生分解，且随温度的升高其分解速度越快；导致双氧水的利用率极低

2、在水浸过程中，水中的Ca²⁺、Mg²⁺也会对双氧水的稳定性产生影响。

本发明一种去除铝电解槽废旧阴极炭块中氰化物的方法；包括下述步骤：

步骤一

将铝电解槽废旧阴极炭块磨细后加入水中进行浸泡；浸泡后过滤，得到第一滤液和第一滤渣；

步骤二

往步骤一所得第一滤液中加入双氧水、稳定剂、催化剂后在30～70℃反应；反应后过滤，得到第二滤液和第二滤渣；第二滤液经蒸发处理，得到蒸馏水和结晶物，氧化产物分解成气体；所述稳定剂由A和B组成按质量比A:B＝1-2:3-5组成；所述A选自柠檬酸、酒石酸中的至少一种；所述B为B1或B2，所述B1选自乙二胺四乙酸、氨基三亚甲基膦酸、聚丙烯酸、马来酸中的至少一种、优选为马来酸与乙二胺四乙酸按质量比2-1:1组成；所述B2选自硼砂、碳酸铵、碳酸氢铵、醋酸铵、柠檬酸铵中的至少一种、优选为碳酸铵与柠檬酸铵按质量比2:1-2组成；所述催化剂选自ZnO、CuO、Fe₃O₄、WO₃中的至少一种；

所述双氧水的加入制度为：按每升第一滤液加入至少2g H₂O₂的比例加入双氧水；所加入的稳定剂与所加入H₂O₂的质量比为，稳定剂：H₂O₂＝1:10～15；

所述催化剂的加入制度为：按每升第一滤液加入至少1g催化剂的比例加入催化剂。

本发明一种去除铝电解槽废旧阴极炭块中氰化物的方法；步骤一中将铝电解槽废旧阴极炭块磨细至粒度小于等于0.074mm的颗粒占所取铝电解槽废旧阴极炭块总质量的80％以上后，加入水中进行浸泡。