[发明专利]一种综合回收电解铝阴极炭块中氟及炭粉的方法

说明书

本发明涉及电解铝行业电解槽固废综合处理的环保技术领域，具体涉及到一种综合回收电解铝阴极炭块中氟及炭粉的方法，包括如下步骤S1，将阴极炭块进行破碎细磨处理，得到阴极炭粉；将水和阴极炭粉配置成第一浆液；S2，向第一浆液中通入氧化剂，除去氰化物；S3，向第一浆液中加入硫酸，搅拌，产生含氟气体；S4，将步骤S3产生的含氟气体通入气体吸收装置，余下固液混合物；S5，将步骤S3中的固液混合物进行固液分离，得到第一滤液和初级碳粉；S6‑S8重复S3‑S5，得到第二滤液和高纯碳粉。第二滤液用于步骤S1中与所述阴极炭粉混合得到浆液。实现了阴极炭块的综合利用，无废水排放，实现了完全的再生资源循环利用。

技术领域

本发明涉及电解铝行业电解槽固废综合处理的环保技术领域，具体涉及到一种综合回收电解铝阴极炭块中氟及炭粉的方法。

背景技术

铝电解槽内衬主要包括碳素材料、耐火材料两大类。在铝电解生产过程中，由于高温电解质对槽内衬的渗透、腐蚀，导致铝电解槽内衬结构发生变形、破裂等，高温铝液和电解质从这些变形和破裂的裂缝渗入槽内衬，严重时导致电解槽无法正常生产。于是，这些无法正常生产的铝电解槽就需要停产进行大修，一般新铝电解槽使用3～6年后就需要停槽大修。因此，废旧槽内衬是铝电解生产过程中不可避免的固体废弃物。根据多年统计分析，每吨生产电解铝大约产生15～20kg废阴极炭块。2018年全国电解铝生产量3000～3500万吨，大约产生50～70万吨废阴极炭块。根据《国家危险废物名录》之规定，电解铝过程中电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣（大修渣）属于危险废物（HW321-023-48)。必须进行无害化综合回收处理。

目前采用的方法主要有填埋法、做燃料用燃烧法、纯无害化的高温处置法、选矿法（浮选法）等技术处理。但是上述处理方法投资大、经济效益差、处理不彻底。高温处理法，主要以无害化为目的，但是电解铝阴极炭块中的有用元素无法充分回收利用，经济效益差。湿法处理中，炭块中的杂质混合在回收产物中，回收产物纯度低，经济价值低。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的电解铝阴极炭块中元素回收不充分、回收产物纯度低的问题，提供一种综合回收电解铝阴极炭块中氟及炭粉的方法。该方法能够充分回收氟和炭粉，变废为宝，经济效益明显；且获得炭粉和氟化物盐杂质含量少，经济价值高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种综合回收电解铝阴极炭块中氟及炭粉的方法，包括如下步骤：

S1，将阴极炭块进行破碎磨细处理，得到阴极炭粉；将水和阴极炭粉配置成第一浆液；通常采用的方式是先采用常用的颚式破碎机等破碎设备将阴极炭块细碎到10mm以下；再将破碎后的碎块用球磨机等设备进行细磨。阴极炭粉粒度要求为颗粒中200-800目的重量占总重量的90%以上。

S2，向第一浆液中通入氧化剂，除去氰化物；所述氧化剂为臭氧或双氧水中的一种或两种。利用氧化剂的强氧化性将第一浆液中的含氰物质氧化成无害的二氧化碳和氮气，达到保护作业人员健康的目的。

在加入臭氧时，选用曝气设备，使料浆中氰化物被氧化更为快速和充分。除氰后液相中氰化物含量≤0.005mg/l，远低于国标0.5mg/l标准要求。

S3，向第一浆液中加入硫酸，搅拌速度100~400r/min，产生含氟气体；所述含氟气体包括HF和SiF₄；

S4，将步骤S3产生的含氟气体通入气体吸收装置，余下固液混合物；

S5，将步骤S3中的固液混合物进行固液分离，得到第一滤液和初级碳粉；

经过步骤S3-S5的第一次酸解脱氟处理后，大部分的氟离子从第一浆液中分离，由于一些物料中能够被酸解的物质嵌布粒度很细，仍有少量的氟离子在浆液中。

S6，将步骤S5中获得的初级碳粉中加入硫酸和水，配置成第二浆液，搅拌，产生含氟气体；