[发明专利]一种铝电解槽废旧阴极炭块综合回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽废旧阴极炭块综合回收方法，属于固废资源综合利用技术领域。

技术背景

自2001年以来，中国电解铝产能已经连续多年居世界第一，2015年原铝产量约3141万 t。当前铝电解采用霍尔-埃鲁工艺，生产过程中因电解质的渗入、高温铝液和金属钠等物质对槽底部的侵蚀，导致铝电解槽运行3～6年后，需要停槽更换内衬。研究表明，每生产1t电解铝，会产生约10kg的废旧阴极材料。以此计算，我国仅2015年产生的废旧阴极材料就多达 30万t以上。

铝电解废旧阴极炭块中，炭占30％～70％，其余为电解质，主要是冰晶石、氟化钠、氟化钙、氰化物等，具有可溶性，遇水会产生有害气体，还会污染地表水和地下水。作为危险固体废弃物堆存或填埋，不仅不能从根本上消除铝电解废旧阴极材料的毒性和腐蚀性危害，而且造成了资源浪费。铝电解槽废旧阴极材料是一种富含炭和电解质的可用资源。随着矿物资源的不断减少以及环境保护要求的不断提高，铝电解槽废旧阴极的综合利用已成为必然趋势。

提高创新原铝清洁生产技术和资源化利用技术，高效合理、环保经济地处理铝电解槽废槽衬，是摆在每一个铝冶金从业人员面前的行业难题。针对当前铝电解槽废旧阴极炭块环保压力大、资源浪费严重等问题，业内专家学者和生产一线人员进行了多方面探索研究。

专利CN101357367A提供一种利用煤矸石处理铝电解槽废槽衬的方法，经过：原料破碎、磨细，将添加量为废槽衬质量10％～30％的煤矸石及废槽衬质量5％～35％的生石灰与废槽衬混合均匀；在温度为900℃～1200℃条件下，焙烧40min～70min，焙烧物磨细至粒度小于0.074mm，用浓度为0.5％～5％的石灰水浸出残余的可溶氟离子，浸出时间为30～60min，之后进行过滤，滤液收集后作它用，滤渣回收即为可用物。

专利CN 102161049 A公开了一种铝电解槽废旧阴极炭块的综合利用方法，其特征是：将经过分拣、破碎、磨粉、除灰及干燥后的废旧阴极炭块作为高炉炭块、电炉炭块、电解槽阴极炭块、电解槽侧部炭块、电解炭块、自焙炭块或碳素糊料生产用原料使用。

专利CN102992298A公开了一种电解槽大修槽渣废阴极炭块的回收利用方法，其特征在于，对电解槽大修槽渣进行分选，得到废阴极炭块；对分选的阴极炭块块料分别进行水浸，选出块料后再次破碎、水浸，选出的块料进行回收，剩余的粉料磨粉、浮选，选出其中的碳粉。

专利CN1320491A公开了一种铝电解槽废内衬的综合回收方法：将铝电解槽废内衬粉碎后投入注入水和浓硫酸的酸解罐中进行酸解，产生的气体用水反复淋洗，回收氢氟酸；酸解罐中酸解后经过滤产生滤渣和滤液，其滤渣可制取石墨粉和工业氢氧化铝、氧化铝；其滤液可生产多种氟化盐、硫酸盐产品。

专利CN10130268A公开了一种铝电解槽废旧阴极炭块的综合利用方法，主要是将其应用于铝电解槽电热焙烧中阴阳两极导电和发热材料，属于电解槽焙烧用材料技术领域。应用方法：1.将铝电解槽废旧阴极炭块粗碎，分离其中钢棒、耐火材料、电解质等；2.将经过分离的废旧阴极炭块进行破碎，成为1-5mm粒度颗粒；3.采用不同导电率的废旧阴极破碎料在铝电解槽内铺设，调整通电后的电流分布；4.废旧阴极颗粒通过氧化或捞炭渣方式消除。

专利CN101386017A公开了一种酸碱联合法处理铝电解废旧阴极炭块的方法，包括以下步骤:(1)将铝电解废旧阴极加入到浓碱溶液中反应，过滤得到过滤固相加入到浓酸溶液中反应，过滤得到碳粉；(2)将滤液混合并滴入浓碱溶液，调节pH值为9，静置过滤，得到冰晶石； (3)在滤液中加入漂白粉饱和溶液，静置过滤，得到氟化钙；(4)将四次滤液加热蒸发结晶，得到氯化钠固体。

目前有关铝电解废旧阴极炭块的回收处理工艺较多，大多由于工艺复杂、设备腐蚀严重、有价物质不能有效回收、处理成本高等原因未能得到广泛工业化应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种铝电解槽废旧阴极炭块资源化综合回收处理方法。

本发明一种铝电解槽废旧阴极炭块资源化综合回收处理方法，包括下述步骤：

步骤一

将铝电解槽废旧阴极炭块破碎，得到备用颗粒；

步骤二

将步骤一所得备用颗粒加热至200-400℃，保温后进行浮选；得到炭渣、电解质渣；

步骤三

将步骤二所得电解质渣加热至550-800℃，保温，得到电解质粉；

步骤四

将步骤二所得炭渣加入碱液中浸出，浸出后过滤，得到滤渣炭粉和滤液；