專利名稱：一種鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是鋁電解過程中陽極炭渣無害化處理及 電解質(zhì)回收利用的方法。
背景技術(shù)：
鋁電解過程中，因陽極炭塊受電解質(zhì)的沖刷而出現(xiàn)掉渣現(xiàn)象。炭渣影響鋁電解 的正常運(yùn)行而需要不定期從電解槽中打撈出來。由于受電解質(zhì)的浸泡和滲透，炭渣中含 有大量的電解質(zhì)，據(jù)相關(guān)資料介紹，炭渣中含鈉13.81%，含鋁8.42%，含氟29.61%。一 般炭渣中電解質(zhì)的含量為58%左右。按照目前全國電解鋁產(chǎn)能1600萬噸計(jì)算，每年將 產(chǎn)生約16萬噸的炭渣，將損失約9萬噸電解質(zhì)，以每噸4000元/噸計(jì)算，損失近3.6億 元。因此炭渣是一筆非常可觀的資源。目前國內(nèi)大多數(shù)電解鋁廠所產(chǎn)生的炭渣，絕大多 數(shù)作為燃料使用，其所含的電解質(zhì)也全部進(jìn)入灰渣，不僅使炭渣中的氟化物對(duì)環(huán)境造成 很大的影響，同時(shí)也浪費(fèi)了價(jià)值可觀的電解質(zhì)。另一種處理是作為廢棄物堆棄，炭渣中 的有毒氟化物溶解于水中，滲入地下，污染水質(zhì)，或呈粉狀物彌漫在空中，對(duì)環(huán)境同樣 造成污染。如果能將炭渣綜合回收利用，變廢為寶，則為鋁工藝的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展開辟一 條新的途徑。多年來，很多單位都在研究陽極炭渣的回收利用方法。舒大平等人申請(qǐng)的專利 鋁電解陽極炭渣和廢舊陰極材料的無害化處理及綜合利用的方法(專利號(hào)為01138204. X，公告日期為2001年11月20日)。該發(fā)明涉及一種對(duì)鋁電解行業(yè)中的陽極炭渣的無 害化處理和綜合利用的方法，具體技術(shù)方案是將陽極炭渣粉碎，磨粉后進(jìn)行浮選分離， 所得的炭粉作為粉料用于生產(chǎn)高碳素制品，所得電解質(zhì)返回鋁電解工藝中使用。但是該 方法電解質(zhì)回收率低，電解質(zhì)純度低，雜質(zhì)含量高，工藝流程復(fù)雜，成本較高，容易造 成二次污染，所以工業(yè)上很少采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前鋁電解行業(yè)電解質(zhì)回收技術(shù)存在的不足，充分考慮工業(yè)上實(shí)施 的可行性，提供一種實(shí)現(xiàn)鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收的方法，其可操作性 強(qiáng)，工藝簡單，回收率高，回收成本低。解決本發(fā)明的技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為鋁電解過程中產(chǎn)生的陽極炭渣在 節(jié)電保溫爐中進(jìn)行火法熔煉，在800 1500°C的溫度下熔煉至炭渣中的炭質(zhì)材料完全燃 燒，炭渣中的電解質(zhì)完全形成熔體電解質(zhì)；熔煉過程中產(chǎn)生的煙氣(主要含CO、C02、 氟化物等)接入電解系統(tǒng)煙氣凈化系統(tǒng)，用氧化鋁吸收揮發(fā)的氟化物返回電解槽使用， 回收的熔體電解質(zhì)直接進(jìn)入電解槽使用或冷卻后經(jīng)磨細(xì)處理用于電解槽的焙燒啟動(dòng)。整 個(gè)過程實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，即連續(xù)進(jìn)料和連續(xù)出料。本發(fā)明主要的技術(shù)條件是(1)熔煉過程中主要設(shè)備是節(jié)電保溫爐，熔煉過程中的反應(yīng)溫度為800-1500°C。
(2)節(jié)電保溫爐實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化操作，即連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料。(3)反應(yīng)產(chǎn)生的電解質(zhì)熔體以及氟化物氣體重新返回電解系統(tǒng)。(4)炭渣可以是粉狀、塊狀、球狀，無需經(jīng)過粉碎處理，可直接添加入電爐中。本發(fā)明的有益效果是陽極炭渣直接加入節(jié)電保溫爐中進(jìn)行熔煉，電解質(zhì)完全 變成熔體狀態(tài)，并實(shí)現(xiàn)了炭渣的無害化處理與電解質(zhì)的有效回收利用。該工藝流程短， 回收成本低，可操作性強(qiáng)，環(huán)境污染小，炭渣實(shí)現(xiàn)完全無害化處理，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效 顯者ο


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 從鋁電解槽中打撈上的陽極炭渣624kg加入節(jié)電保溫爐中，加熱至800°C，使得 炭渣中的可燃物完全燃燒，待炭渣中的電解質(zhì)完全形成熔體后，從節(jié)電保溫爐中放出， 并連續(xù)加入炭渣，熔煉過程中排放的氟化物接入電解煙氣凈化系統(tǒng)回收利用，電解質(zhì)得 到了無害化回收。實(shí)施結(jié)果熔煉回收得到電解質(zhì)340kg，電解質(zhì)成分中F 40.9% ； Al2O3 28.37% ； Na2O 19.8% ； CaO 2.0%,雜質(zhì)含量滿足電解質(zhì)的要求。實(shí)施例2:從鋁電解槽中打撈上的陽極炭渣856kg加入節(jié)電保溫爐中，加熱至1500°C， 使得炭渣中的可燃物完全燃燒，待炭渣中的電解質(zhì)完全形成熔體后，從節(jié)電保溫爐中放 出，并連續(xù)加入炭渣，熔煉過程中排放的氟化物接入電解煙氣凈化系統(tǒng)回收利用，電解 質(zhì)得到了無害化回收。實(shí)施結(jié)果熔煉回收得到電解質(zhì)435kg，電解質(zhì)成分中F 42.97% ； Al2O3 27.37% ； Na2O 20.5% ； CaO 2.5%,雜質(zhì)含量滿足電解質(zhì)的要求。實(shí)施例3:從鋁電解槽中打撈上的陽極炭渣424kg加入節(jié)電保溫爐中，加熱至1200°C， 使得炭渣中的可燃物完全燃燒，待炭渣中的電解質(zhì)完全形成熔體后，從節(jié)電保溫爐中放 出，并連續(xù)加入炭渣，熔煉過程中排放的氟化物接入電解煙氣凈化系統(tǒng)回收利用，電解 質(zhì)得到了無害化回收。實(shí)施結(jié)果熔煉回收得到電解質(zhì)219kg，電解質(zhì)成分中F 40.97% ； Al2O3 29.37% ； Na2O 21.5% ； CaO 3.5%,雜質(zhì)含量滿足電解質(zhì)的要求。
權(quán)利要求
1.一種鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收的方法，其特征在于電解槽中撈 出的陽極炭渣直接投入節(jié)電保溫爐中進(jìn)行熔煉，炭質(zhì)材料經(jīng)過完全燃燒后，電解質(zhì)完全 形成電解質(zhì)熔體；熔煉過程中產(chǎn)生的煙氣接入電解系列煙氣凈化系統(tǒng)，氟化物氣體采用 氧化鋁吸收后重返電解槽，電解質(zhì)熔體直接進(jìn)入電解槽使用或冷卻后經(jīng)磨細(xì)處理后用于 電解槽的焙燒啟動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收方法，其特征在于 熔煉過程中的溫度為800-1500°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收方法，其特征在于 節(jié)電保溫爐進(jìn)行連續(xù)化操作，即連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料。
全文摘要
本發(fā)明是一種鋁電解陽極炭渣無害化處理及電解質(zhì)回收的方法。即電解槽中撈出的陽極炭渣直接投入節(jié)電保溫爐中進(jìn)行熔煉，炭質(zhì)材料經(jīng)過完全燃燒后，電解質(zhì)完全形成電解質(zhì)熔體；熔煉過程中產(chǎn)生的煙氣接入電解系列煙氣凈化系統(tǒng)，氟化物氣體采用氧化鋁吸收后重返電解槽，電解質(zhì)熔體直接進(jìn)入電解槽使用或冷卻后經(jīng)磨細(xì)處理后用于電解槽的焙燒啟動(dòng)，整個(gè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料及連續(xù)出料。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了陽極炭渣的無害化處理與電解質(zhì)綜合回收利用，克服了現(xiàn)有技術(shù)中需對(duì)炭渣進(jìn)行破碎、磨細(xì)、制團(tuán)，需加入各種添加劑，無法實(shí)現(xiàn)環(huán)保處理等缺陷。本發(fā)明工藝簡單，電解質(zhì)回收高，生產(chǎn)處理成本低，處理后能夠?qū)崿F(xiàn)炭渣的無害化，環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C25C3/12GK102011148SQ201010569288
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者信偉松, 張川登, 普光平, 楊葉偉, 熊自勇, 王建平, 臧永偉, 趙仕堂, 趙瑞敏, 陳渝 申請(qǐng)人:云南云鋁涌鑫鋁業(yè)有限公司