[发明专利]一种含电解质废料的处理方法

说明书

本发明公开了一种含电解质废料的处理方法，所述方法包括：获得细粒径含电解质废料；将所述细粒径含电解质废料、脱钠剂和催化剂按质量比1：(0.5～2.5)：(0.001～0.002)进行混匀，获得混合料；将所述混合料加热进行反应，获得合成料；将所述合成料破碎获得细料，后将所述细料进行水洗和固液分离，获得含氟化铝产品和钠盐溶液；本发明利用脱钠剂的强排钠性能，在催化剂的作用下，通过加热破坏电解质中离子键，实现钠离子和脱钠剂中阴离子的重构，从而将钠元素从电解质中脱除，获得含氟化铝产品和钠盐溶液，不仅能将电解质废料转化成附加值高的氟化铝产品，而且具有能耗低、易于工业化稳定生产和废物零排放等特点。

技术领域

本发明涉及铝电解危废处理领域，特别涉及一种含电解质废料的处理方法。

背景技术

铝是仅次于钢铁的第二大金属，中国是世界第一产铝大国。目前，氧化铝熔盐电解法是工业化生产金属铝的唯一方法。电解槽运行时需要维持恒定的电解质分子比(NaF/AlF3)。氧化铝是电解铝的主要原料，但是工业氧化铝一般含氧化钠0.2-0.5％，原料中持续带入的钠会引起电解槽分子比上升。因此，铝电解过程需要不断的补充氟化铝或下料载氟氧化铝来平衡由工业氧化铝含钠引起的电解质分子比上升。这就造成了电解槽中电解质的增多，产生了富余电解质，需要定期打捞外排。

据统计，每生产1吨电解铝约外排30kg废槽衬，其中电解质含量约占15-40％；外排5-10kg炭渣，其中电解质含量约占58-80％；此外电解过程中还会打捞出一定量的富余电解质。按照我国电解铝产能为3600万吨/年估算，我国年外排电解质在50万吨以上，其潜在价值约30亿元。

近年来随着国家对生态环境的重视，铝工业科研工作者对含电解质废料的处理技术开展了许多富有成效的工作，对比文件1：公开号为“CN105239097A”的专利申请公开了一种铝电解阳极炭渣的水淬和分选处理方法，包括热态炭渣水淬、水淬渣分级、离心分离、炭渣湿磨以及浮选步骤，分别获得富碳产品和富含电解质产品。该专利存在工艺流程长，产品纯度低问题，导致获得的产品应用受限。此外，在破碎和磨矿环节容易引起粉尘污染。对比文件2：公开号为“CN111364063A”的专利申请公开了一种铝电解槽电解质提纯的方法，主要利用电解质冷却凝固过程中的成份偏析原理实现电解质中赋存锂盐和钾盐的脱除。该专利仅适用于解决电解质中锂、钾等杂质含量快速富集导致电解生产困难的问题，对电解质中分子比改变较小。此外，该技术在实施过程中容易引入铁杂质，进而可能会影响铝锭的质量等级。对比文件3：公开号为“CN100577885”的专利申请公开了一种回收铝电解炭渣中电解质的方法，在阳极碳渣中加入1％-10％的分散剂氟化钙和1％-10％的燃烧催化剂煤，然后在650℃-800℃下焙烧处理1-3h，将得到的电解质返回铝电解槽使用。该方法原理简单，但是需要较高的处理温度和较长的处理时间，导致能耗大，最终产品为较为纯净的冰晶石，产品附加值相对较低。

当前，针对炭渣中的电解质研究较多，其主要处理工艺多分为湿法浮选和高温火法处理两类。浮选法主要以回收电解质及碳粉材料为目的，但是回收的电解质及碳素材料杂质均含量过高、难以直接利用；高温火法主要以回收电解质为目的，得到的电解质纯度较高，但炭渣中的碳粉被白白浪费掉，且该工艺存在能耗高、最终产品附加值低的缺点，这导致火法技术产业化应用很少。针对铝电解过程中产生的其它含电解质废料的研究甚少。大量含电解质废料的闲置和堆存，不仅造成了资源浪费，而且占据大量存贮空间，如果管理不当还会对周边生态环境造成破坏。当前，含电解质废料的处置利用已成为铝电解企业不容忽视的重要问题。

综上可知，现有技术中含电解质废料处理过程存在能耗高、产品质量差、附加值低的缺点，因此，如何开发一种能够解决所述问题的含电解质废料的处理方法，成为冶金工作者研究的关键技术问题。

发明内容