[发明专利]一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法

说明书

本发明涉及铝电解废阴极炭块的无害化处理和再利用技术领域，具体涉及一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法，其过程为：利用炼铁工艺处理铝电解废旧阴极炭块，炼铁工艺的炉料包括球团矿、烧结矿和铝电解废旧阴极炭块；其中，炼铁工艺的炉料中以质量份数计，球团矿的含量为18～32份，烧结矿的含量为64～80份，铝电解废旧阴极炭块含量为0～6.4份；烧结矿中以100份质量单位计，含有0～30份的铝电解废旧阴极炭块；烧结矿中铝电解废旧阴极炭块的含量与炼铁工艺炉料中铝电解废旧阴极炭块的含量不同时为0。本发明能够实现铝电解产生的废旧阴极炭块工业规模无害化的开发利用。

技术领域

本发明涉及铝电解废阴极炭块的无害化处理和再利用技术领域，具体涉及一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法。

背景技术

电解铝工业是国民经济的基础产业，在当今社会发展中起到了重要作用。目前我国铝产量位居世界第一位，超过1500万吨，而且仍然呈快速增长的势头。同时，铝电解在给国民经济带来大量有价值铝锭的同时，也带来了污染。

到目前为止废旧电解槽内衬量累计排放量已达700多万吨，我国的电解铝厂主要采用大型预焙阳极电解槽，电解槽运行达到其使用寿命就必须进行大修，大修时电解槽的内衬就要更换，这些大修时产生的物料称为大修废渣或电解槽废内衬等。其中，最大的污染源就是大修后的废旧阴极。废旧阴极炭块堆放时其中的氟化物和氰化物渗入地下水中，污染水源。此外，还对周围动植物有很大危害，影响自然生态平衡，使农作物减产，故必须加以治理。

金属铝已经成为国民经济发展的重要基础材料。但是在铝冶炼生产过程中，由于受到电解质的侵蚀，每生产1吨电解铝，将会产生约30kg的废旧阴极炭块，这成为铝电解行业中主要的固体污染物。如按此计算，2015年国内电解铝产量已经达到3141万吨，产生废旧阴极炭块90万吨以上，其数量巨大不容忽视。

在铝电解产生的废旧阴极炭块中，主要成分为碳、冰晶石、氟化钠、氧化铝和氟化铝，以及少量的碳化铝和碳化钠。当前我国处理废旧阴极炭块主要采用堆放或者安全填埋、化学分离等方法。但是废旧阴极炭块中炭占70％且高度石墨化，其余的是以冰晶石为主体的电解质，均是可利用的资源。因此，废旧阴极炭块的回收利用具有较好的发展前景。

然而现有技术几乎都未考虑如何有效节能、减排和降低成本，铝电解产生的废旧阴极炭块难以实现工业规模的开发利用。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供及一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法，本发明能够实现铝电解产生的废旧阴极炭块工业规模无害化的开发利用。

本发明采用的技术方案如下：

一种处理铝电解废旧阴极炭块的方法，其过程为：利用炼铁工艺处理铝电解废旧阴极炭块，炼铁工艺的炉料包括球团矿、烧结矿和铝电解废旧阴极炭块；其中，炼铁工艺的炉料中以质量份数计，球团矿的含量为18～32份，烧结矿的含量为64～80份，铝电解废旧阴极炭块含量为0～6.4份；

烧结矿中以100份质量单位计，含有0～30份的铝电解废旧阴极炭块；

烧结矿中铝电解废旧阴极炭块的含量与炼铁工艺炉料中铝电解废旧阴极炭块的含量不同时为0。

炼铁工艺炉料的粒径不大于40mm。

烧结矿中铝电解废旧阴极炭块的粒径不大于3.0mm，以质量百分数计，烧结矿中粒径为3mm的铝电解废旧阴极炭块的含量不少于烧结矿中铝电解废旧阴极炭块总质量的70％。

所述球团矿的碱度为0.36～0.69；所述球团矿中以100份质量单位计，包括：49-60份的Fe、5-15份的二氧化硅、4-12份的氧化钙、1-3份的三氧化二铝、不高于0.07份的硫、不高于0.035份的磷以及杂质。