[发明专利]利用电解槽废料生产氟化镁的方法

说明书

本发明公开了一种利用电解槽废料生产氟化镁的方法。该方法将电解槽废料进行破碎处理，然后加热、氧化分解，所得固体废料加水充分溶解，取滤液加可溶性无氯镁盐充分反应，反应后取固体沉淀脱水干燥，即得到氟化镁。本发明所述的利用电解槽废料生产氟化镁的方法，首先通过加热氧化将氰化物、氮化物、碳化物氧化为无毒无害的氧化铝、氧化钠、CO₂、N₂等，而且处理过程中不需要其他试剂的加入，进一步减少了处理废物的产生及能源、资源的消耗。在除去氰化物、氮化物、碳化物之后，再进行氟化物的回收；通过无氯试剂回收氟化物，流程中没有盐碱物质氯化物的存在，制备的氟化镁纯度高、能够直接使用，使得电解铝固体废渣得到了较好的回收再利用。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域。具体涉及一种利用电解槽废料生产氟化镁的方法。尤其是利用电解铝电解槽废料生产氟化镁的方法。

背景技术

在电解铝生产过程中，阴极内衬及其他筑炉材料长期受电解质和铝液的侵蚀而吸收大量氟化物电解质，同时侵蚀过程中由于受到热作用、化学作用、机械冲蚀作用、电作用、应力作用会使电解槽变形和内衬破损，电解槽在运行到一定寿命(一般6～8年)时必须进行大修，大修时需要更换旧的电解槽内衬，包括底阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废防渗材料、废侧部炭块和废糊料。因此在原铝生产和电解槽大修过程中，会产生大量的固体废弃物。据统计，每生产一吨铝，大约产生20～30kg电解槽废料。电解槽废料包括废阴极炭块和废耐火材料，一般含有C、NaF、Na₃AlF₆、AlF₃、CaF₂、Al₂O₃等成分，其中含C约30％～40％，氟化物电解质约30％，耐火材料约30％，氰化物约为0.2％。电解槽废料含有大量的可溶氟化物、氰化物，属于危险废物。由于氟化物和氰化物毒性物质具有可溶性、挥发性等特点，露天放置，不仅浪费资源，还严重污染环境，在很大程度上会给周边的地下水、土壤和大气带来严重危害，威胁动植物生存环境、危害人类的身心健康。经过对多家电解厂产生的电解槽废料进行取样分析，可溶氟化物典型范围2000～8000mg/L，氰化物含量15～30mg/L，远远超过国家排放标准《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)规定的限值，属于危险固体废渣。

而同时电解铝废渣中含有氟、铝、钠、碳、钙、硅等多种有价元素，均具有较高的回收利用价值，从中可以提取氟化物和石墨，可以回收利用氧化铝和二氧化硅等。不仅避免了其中有害物质对环境造成的污染，同时也使资源得到了很好的回收再利用，实现更好的社会经济价值。

申请号为2008102315621的申请文件中，记载了“固体废渣中氰化物和氟化物的无害化处理及回收工艺”，该工艺在处理过程中首先采用氯化物除去废渣中的氟化物，使得处理后的滤渣和滤液中含有较大量的氯化物而难以除去，滤渣和滤液中含有的氯化物对土壤和水体等具有危害，容易造成土壤盐碱化、水体盐分高，影响动植物生长和人类健康。因此采用该方法得到的滤渣因含有较大量的氯化物而无法作为水泥原料、耐火原料、制砖原料不能得到较好的回收利用；另外，该工艺在去除氰化物时，采用次氯酸盐与氰化物进行反应，进一步增加了氯化钠的生成，进一步增加了最后滤渣中氯盐的量。因此，该工艺虽然解决了氟化物的危害问题，却带来了氯化物问题。

申请号为2015109249334的申请文件中公开了“基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法”，该方法将废槽衬破碎、磨细后加入次氯酸钠溶液，调节pH值为7.0～8.5，以使氰化物和次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，过滤氧化反应后的残渣，加石灰水浸泡残渣使之与氟化物反应生成难溶的CaF₂。该处理方法最终固体渣中含有氟化钙、氧化铝、二氧化硅等，氟化钙含量低，不能产品化。

发明内容

本发明针对的技术问题是：电解铝废渣在现有技术中进行处理时，所得到的滤渣和滤液中含有相对较大量的氯化物(氯化钠)难以去除；得到的最终固体渣中含有氟化钙、氧化铝、二氧化硅等，氟化钙含量低，不能产品化，不能得到较好的回收再利用。