[发明专利]一种处理含氟废电解质的方法

说明书

本发明公开了一种高效处理含氟废电解质的方法，在废电解质中加入添加剂和反应助剂，混合均匀并研磨至0.355mm以下，焙烧，以特定速率冷却后破碎洗涤，获得氟化铝产品，滤液浓缩进一步提取其他副产品。本发明通过加入反应助剂，降低体系初晶温度，使得反应在熔融态下进行，传质效率高，反应转化率高，产品中有效氟化铝含量高；同时进一步控制保温时间和冷却速率，使得反应产生的氟化铝晶粒长大，获得的氟化铝流动性好，可与当前工业铝电解槽自动下料设备良好兼容，实现电解铝行业绿色可持续发展。

技术领域

本发明涉及一种处理含氟废电解质的方法，属于冶金固废回收处理领域。

背景技术

含氟废电解质是铝电解过程中产生的主要固废之一，其主要来源于三个方面：一是电解槽运行中为稳定分子比而捞出的电解质；二是残阳极中夹杂的废电解质；三是大修槽时废阴极中夹杂的电解质。据了解，生产吨铝往往需附带产出各种废电解质20-30kg。目前，工业上，一般以堆存的方式处置含氟废电解质，不仅占用了电解铝企业有效空间，其中可溶性氟还有可能随雨水等渗入到地下，造成地下水污染，给企业带来巨大环保压力。

一般的，废电解质中主要成分为Na₃AlF₆、NaF、AlF₃，含量达80-90wt.％；此外，还含有3-4wt.％的KF，4-8wt.％的LiF，4-5wt.％的CaF₂，1-5wt.％左右的Al₂O₃，以及少量的MgF₂和炭。可见，废电解质成分复杂，这给其中有价成分的分离提取带来巨大挑战。中国专利申请说明书CN108677020A、CN110668483A、CN111517349A、CN109759423A和CN110194478A等提供了一系列废电解质的湿法处理工艺，都是采用酸或(和)铝盐处理废电解质，以冰晶石、氟化铝或羟基氟化铝等形式回收电解质中铝氟元素，工艺流程长，回收率低，酸性浸出液对设备要求高，且工艺中产生的废水的进一步处理仍是问题。

2011年，俄罗斯专利申请说明书RU2462418C1公开了一种铝电解含氟废料的干法处理工艺，其工艺是在含氟废料中加入硫酸铝，然后在400-700℃下焙烧，最后焙烧料水浸、分离得到氟化铝固相和硫酸钠溶液，该方法工艺流程短，对设备要求不高。最近，中国专利申请说明书CN111485252A提供了与上述RU2462418C1专利相似的干法处理工艺，不同点主要在于CN111485252A将焙烧反应添加剂从RU2462418C1中的硫酸铝拓宽到了各种铝盐，如氯化铝、硝酸铝及其水合物聚合物等；实际上，氯化铝的沸点是181℃，过低温度下不利于反应进行，高温下氯化铝为气态，与含氟物料接触困难，应用难度高，且对空气有污染；硝酸铝在约135℃时开始分解产生剧毒氮氧化物。

总的来说，上述RU2462418C1、CN111485252A的核心都是采用硫酸铝与含氟废电解质在高温下进行固相反应，以氟化铝形式回收其中有价铝氟，所需处理温度较高；然而，固相反应效率低，转化率不高，导致原料利用率低，产物中有效氟化铝含量低，同时固相反应不利于传质结晶，生成的氟化铝粒度太细，流动性较差，不利于AlF₃自动下料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种处理含氟废电解质的方法，以在降低处理温度并获得高的氟回收率的同时，直接产出流动性良好且纯度高的氟化铝产品，提升经济效益。

一种处理含氟废电解质的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对待处理含氟废电解质破碎处理，获得粒径≤2mm的废电解质粉；

S2、将S1获得的废电解质粉、无水硫酸铝粉末和反应助剂混合，球磨，获得粒径≤0.355mm的混合粉；