[发明专利]一种阳极碳渣中氟化盐的高温提纯方法

说明书

本发明属于电解铝技术领域，涉及一种阳极碳渣中氟化盐的高温提纯方法。该方法，包括：(1)破碎筛分：将电解铝过程中的阳极碳渣进行破碎、筛分，获得原料；(2)高温加热：在电解槽内将原料加热至850℃～980℃，将氟化盐融化；(3)氟化盐提取：分离出呈融化状态的氟化盐；(4)包装入库：将氟化盐经过冷却、破碎后，包装、入库。利用本发明，使工业生产的废渣得以有效的利用，工艺简单、安全性高、节省设备费用、节约能耗，且氟化盐的回收率高、纯度高，利于电解铝行业规模回收阳极碳渣中氟化盐的推广和应用。

技术领域

本发明属于电解铝技术领域，涉及一种阳极碳渣中氟化盐的高温提纯方法。

背景技术

我国每年会产生大量的电解铝废渣，废渣种类包括电解槽大修炉渣、阳极残渣、阳极碳渣(火眼碳渣)及大修炉渣；这些废渣中尤以阳极碳渣数量庞大，且其中的氟化盐含量较高。通常每生产1吨原铝约产出3-10公斤阳极碳渣，而产出的阳极碳渣中含有约70％的氟化盐(主要为氟化钠和冰晶石)；由于氟化盐主要来自于电解质，因而是极有价值的电解原料。目前，电解铝领域尚无有效的针对阳极碳渣中的氟化盐的回收或返回作电解质使用的工艺方法，常将其弃于堆场中，不仅造成了氟化盐的大量消耗量，增加了电解铝的生产成本，如若堆存不当或者又得不到及时有效的处置，还将会对环境造成很大的影响。

阳极碳渣中回收氟化盐的方法通常有酸解法或浮选法。酸解法的技术要点是先用无机酸将碳渣中的氟化盐转化为HF使其挥发，而后用碱性溶液吸收HF；利用该方法时，氟化盐的回收率约为90％。浮选法的技术要点是先将碳渣磨细，再加入浮选剂，使碳粉浮在溶液表面后，捞出碳粉，而后从溶液中提取氟化盐；利用该方法时，氟化盐的回收率约为85％。但上述两种方法存在成本高、污染大、废液难处理等缺陷，同时，氟化盐的回收率较低，不利于工业规模实施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阳极碳渣中氟化盐的高温提纯方法，成本低、无污染、回收率高，提取的氟化盐纯度高，利于工业化推广和实施。

本发明解决上述技术问题的技术方案：

一种阳极碳渣中氟化盐的高温提纯方法，包括如下步骤：

(1)破碎筛分：收集电解铝过程中的阳极碳渣，将其进行破碎、筛分，获得粒度小于4mm的颗粒状的原料；

(2)高温加热：在电解槽中利用天然气对原料进行高温加热，同时，碳渣在燃烧后会进一步提供热量，直至原料的温度达到850℃～980℃，使碳渣中的炭质材料完全燃烧，并将氟化盐融化；投入电解槽中的原料总量为电解槽炉膛总容积的60％～70％，电解槽的周围加装有耐高温密封板；同时，产生的粉尘烟气通过烟气净化系统进行净化处理后，再返回至电解槽内继续利用，产生的热量通过换热器进行二次利用；

(3)氟化盐提取：分离出呈融化状态的氟化盐，即，利用真空装置将融化状态的氟化盐导流吸出；

(4)包装入库：将氟化盐的融化物进行冷却、破碎后，再包装、入库，获得氟化盐产品；同时，冷却、破碎后的氟化盐还可直接返回至步骤(2)的电解槽中进行二次利用。

利用本发明阳极碳渣中氟化盐高温提纯方法的有益效果为，使用电解铝过程中产生的阳极碳渣进行氟化盐的回收，使得工业生产的废渣得以有效的利用，同时，产出的氟化盐还可直接返回至电解槽进行二次利用；使用天然气加热、并在电解槽外加装密封板，使得对槽内物料的加热更迅速，并使物料受热更均匀；在高温加热过程中产生的烟气和热量经过处理后均可进行二次利用，减少了资源的浪费；在提纯过程中，对产生的烟气进行处理，避免了烟气对环境的污染；提纯过程中可使用电解车间中闲置的电解槽，无需额外购置设备，大大降低了生产成本；利用该方法，操作步骤少、操作周期短，工艺简单、施工方便，环境污染小、安全性高、对施工工人的身体损害小，节省提纯设备的制造费用、节约能耗，通过不断的循环利用，提高氟化盐的回收率，且制备出来的氟化盐纯度极高，利于电解铝行业中，工业化规模回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的推广和应用。