[发明专利]一种铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法

说明书

一种铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法，包括如下步骤：（1）将铝电解槽炭质废料破碎；（2）置于浸取池、搅拌浸取装置或辗压混合浸取装置中，先加入水，再加入烧碱或其溶液、生石灰和强氧化活性剂，氧化浸取，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥，得含碳素和氟化钙的活化碳渣；（3）置于辗混机中，加入碳氢类粘结剂，或还加入生石灰，辗混、成型，得生产电石用原料。本发明方法所得生产电石用原料的碳含量高，杂质含量低，铝、碱的脱除回收率高；将所得生产电石用原料用于电石生产中，产量提高，吨电石的平均电耗下降，电石产气量提高，且无氰化物检出；本发明方法安全简单、处理量大，能耗、成本低。

技术领域

本发明涉及一种铝电解槽炭质废料再生的方法，具体涉及一种铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法。

背景技术

目前，我国及世界的电解铝产量发展迅猛。据统计，至2016年12月底，我国电解铝的铝冶炼企业已建成产能达4369.8万吨，已运行产能达3673.9万吨。随着电解铝产量的增加，电解过程中产生的固体废弃物，如废阴极炭块、废阳极炭粒、废耐火砖、废保温砖、废保温炉渣的产量也迅速增加，其中仅我国电解铝行业每年产生的废阴极已达25万吨，近年尚有400多万吨的累计堆存量无合适场地填埋，而全世界堆存的废阴极炭块实际量已达千万吨。

铝电解槽炭质废料包括电解铝过程中产生的废阴极炭块和废阳极炭粒等，主要为废阴极炭块。铝电解槽废阴极炭块的主要成分为C，还含有Na₃AlF₆、CaF₂、NaF、AlF₃、α-Al₂O₃等，其中碳含量为50～70%，电解质氟化物为30～50%，氰化物约为0.2%。铝电解过程中没有参与电解并吸收电解液中电解质的阳极炭粒（又称阳极炭渣）的主要成分是以Na₃AlF₆为主的钠铝氟化物、α-Al₂O₃和C，其余为电解质氟化物，其中，碳含量为40～60%。

电解铝废阴极炭块属于石墨化程度高的人造材料，众所周知，电解铝阴极是以煅烧的无烟煤、冶金焦、石墨等为骨料，煤沥青等为粘结剂成型焙烧制成，用于含铝电解槽炭质内衬的块类或糊类碳素制品，为石墨化或石墨类碳素材料，具有硬度大、摩擦系数小、不易破碎、极难燃（相对于燃煤）的特点。现代大型铝电解预焙槽的电解温度在950～970℃之间，每生产1吨铝消耗约50kg冰晶石、氟化铝、氟化镁等电解质，由于热作用、化学作用、机械冲蚀作用、电作用、钠和电解质的渗透等引起的熔盐反应、化学反应，铝电解槽中的阴极炭块使用一定时间后会破损，一般运行4～7年后需进行大修，拆除下来的主要是废阴极炭块、废耐火材料、废保温材料等，同时在电解过程中还产生一定量的阳极炭粒。

对于数量较小的废阳极炭粒的处理技术，目前的研究主要集中在采用浮选工艺回收炭和电解质，将废阳极炭粒粉磨至一定粒度，加水调浆后加入捕收剂，使炭与电解质充分分离，从而得到以电解质为主和以炭为主的两种产品。其中的电解质可重新返回到铝电解槽内，炭粉可以用于铝电解自焙阳极制作阳极糊的原料，但处理成本高且二次污染大。

对于铝电解槽废阴极炭块，目前国内外处理废阴极炭块的技术方法达数十种之多，可以概括为湿法、高温水热法、超高温分离法、燃烧分离法、燃料法和安全填埋法等。