[发明专利]一种降低回收冰晶石中钙含量的方法

说明书

本发明提供了一种降低回收冰晶石中钙含量的方法，其包括以下步骤：提供一种从电解铝废渣中回收的冰晶石，该回收的冰晶石中含有氟化钙；将根据所述回收的冰晶石中的氟化钙的含量，向所述回收的冰晶石中加入过量的碳酸钠溶液，所述回收的冰晶石的氟化钙与所述碳酸钠溶液反应，得到含碳酸钙的冰晶石；依次对所述含碳酸钙的冰晶石进行酸洗、水洗及干燥处理，去除其中的碳酸钙，得到冰晶石成品。上述方法可以有效去除回收的冰晶石中的氟化钙，且经过该方法处理的冰晶石钙含量可降低90%以上。

技术领域

本发明属于铝化工领域，具体地说是一种降低回收冰晶石中钙含量的方法。

背景技术

冰晶石，化学名为六氟合铝酸钠或氟化铝钠，分子式为Na₃AlF₆，白色细小的结晶体。冰晶石主要用作铝电解的助熔剂，还可用于橡胶、和砂轮的耐磨填充剂、搪瓷乳白剂、玻璃遮光剂和金属熔剂、农作物的杀虫剂等。冰晶石在电解铝生产过程消耗量大，其中有相当一部分留在电解铝废渣中。电解铝废渣包括电解槽废阴极料渣、废阴极炭块、阴极糊、阳极糊、电解铝时捞出的浮渣以及沾附有阴极糊的槽壁耐火材料等。据测算，每生产一吨铝会产出10～20 Kg废渣，其主要成分是冰晶石和石墨碳。

为了从电解铝废渣中回收冰晶石，申请号为200910064312.8、发明名称为“电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法”的发明专利申请主要介绍了一种以含氟废渣和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品的方法；申请号为201010591904.8、发明名称为“一种电解铝含氟废渣生产冰晶石的方法”的发明专利申请主要介绍了一种以电解铝含氟废渣和浓硫酸和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品的方法；申请号为201310147358.2、发明名称为“一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法”的发明专利公开了一种同时回收冰晶石和碳粉的方法，该方法主要是将电解铝废渣粉碎成粉料，先拌入煤油、乙醇和水配制成的浆料，再将浆料加入到含硅酸钠和铝酸钠的水溶液中进行搅拌静置分层，以同时得到冰晶石和碳粉。

然而，上述方法虽然可以将冰晶石从电解铝废渣中与石墨碳粉分离，并用来循环使用，但回收冰晶石的质量不高，其中钙含量（以CaO表示）通常不能满足指标要求。上述方法回收的冰晶石中的钙元素主要以CaF₂的形式存在，不溶于水，很难除去，从而影响了冰晶石的回收利用。

发明内容

有鉴于此，本发明确有必要提供一种降低回收冰晶石中钙含量的方法，以解决上述问题。

为此，本发明提供一种降低回收冰晶石中钙含量的方法，其包括以下步骤：

步骤一 提供一种从电解铝废渣中回收的冰晶石，该回收的冰晶石中含有氟化钙；

步骤二 将根据所述回收的冰晶石中的氟化钙的含量，向所述回收的冰晶石中加入过量的碳酸钠溶液，所述回收的冰晶石的氟化钙与所述碳酸钠溶液反应，得到含碳酸钙的冰晶石；

步骤三 依次对所述含碳酸钙的冰晶石进行酸洗、水洗及干燥处理，去除其中的碳酸钙，得到冰晶石成品。

其中，所述回收的冰晶石中的氟化钙含量高于2 wt.%。

基于上述，所述步骤二包括：先测定所述回收的冰晶石中的氟化钙含量，然后将所述回收的冰晶石加入过量的浓度为0.5～4 mol/L的碳酸钠溶液中，并搅拌1～5 h，使所述回收的冰晶石中的氟化钙转化为碳酸钙，得到含碳酸钙的固液混合物，其中，所述回收的冰晶石与所述碳酸钠溶液的固液比为1：(0.8～2)；对所述含碳酸钙的固液混合物进行分离处理，得到所述含碳酸钙的冰晶石。

该步骤二中，所述回收的冰晶石中的氟化钙主要发生的化学反应方程式如下：

CaF₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaF；