[发明专利]一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法

说明书

本发明专利公开了一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，所述装置包括铝灰渣电解槽、钛铱阳极、密封槽罩、氨气‑氯气‑氟回收系统、钛钌阴极、铝灰渣储料‑上料系统、电解槽补水系统、未溶铝‑氧化铝‑氧化硅‑氧化铁沉淀排放口、电解产物偏铝酸钠‑偏铝酸钾溶液排放‑蒸馏‑脱水系统；所述的方法为利用废弃的铝灰渣为原料，回收利用铝灰渣中铝、氧化铝、氯盐、氟盐资源，实现废弃、污染环境的铝灰渣资源化的目的。

技术领域

本发明涉及铝电解碳素阳极防护与废弃铝灰资源综合利用领域，尤其涉及一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法。

背景技术

铝电解是以碳素材料为阳极的熔盐电解过程，目前，每生产一吨金属铝，理论上需要消耗碳素材料333.3kg，碳素材料实际消耗在450kg/t铝左右。阳极在使用过程中脱粒、掉块与氧化燃烧是造成碳素材料消耗增加的主要原因。其中，阳极氧化燃烧损耗是由于炭块裸露于大气环境，高温碳素与空气中的氧、二氧化碳发生氧化反应造成碳素消耗。铝电解温度在960℃左右，铝电解生产期间，因阳极碳素材料直接裸露在大气环境中，高温碳素材料与空气中的氧气接触、氧化、燃烧，造成碳素材料空耗，是影响碳素材料消耗高于理论消耗的重要原因。经过测算，每生产一吨铝，因阳极氧化造成碳素材料消耗增加值约为10-20kg/tAl，按我国年产电解铝量3300万吨测算，因阳极与空气接触，引起阳极氧化、燃烧所造成的碳素材料消耗增加值约为49.5万吨。

铝灰渣是铝及铝合金熔铸过程中的副产物，2016年,我国铝及铝合金熔铸过程中，大约附产铝灰渣446万吨。铝灰渣的化学组分为：金属铝、氟盐、氯盐、氧化铝、氮化铝、碳化铝以及硅、铁、镁、锰、锌、铜等金属氧化物。目前，国内外对铝灰渣的回收利用仅停留在回收利用一次铝灰渣中的块状金属铝的阶段，占铝灰渣质量约20%的微细金属铝颗粒，占铝灰渣质量约40%-50%的氧化铝资源，仍为得到有效回收利用。这一部分铝灰渣资源往往被填埋或者废弃处理，既浪费了资源，又污染了环境。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法。

上述目的是通过下述方案实现的：

一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，所述的一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料配方组分包括熟石灰、铝酸钙、铝灰渣水溶液水解-电解-碱溶-脱水后干物质（即偏铝酸钠-偏铝酸钾）、氧化铝、三聚磷酸钠。

一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料配方质量百分比组成为：（3%-15%）熟石灰+（10%-25%）铝酸钙+铝灰渣水溶液水解-电解-碱溶-脱水后干物质（15%-70%）+（1%-3%）三聚磷酸钠+余量为工业氧化铝。

一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，所述的一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料方法，其制备过程可以分两个阶段，第一阶段为铝灰渣水溶-水解-电解与备料处理，第二阶段为配料与利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料阶段。

一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，所述的第一阶段铝灰渣水溶-水解-电解与备料处理装置包括铝灰渣电解槽（1）、钛铱阳极（2）、密封槽罩（3）、氨气-氯气-氟回收系统（4）、钛钌阴极（5）、铝灰渣储料-上料系统（6）、电解槽补水系统（8）、未溶铝-氧化铝-氧化硅-氧化铁沉淀排放口（10）、电解产物偏铝酸钠-偏铝酸钾溶液排放-蒸馏-脱水系统（12） 。

一种利用铝灰渣制备铝电解阳极防氧化涂料的装置与方法，其特征在于，电解槽（1）的上部设置有铝灰渣储料-上料系统（6），待处理的铝灰渣（7）暂储于铝灰渣储料-上料系统（6）中。