[发明专利]一种阳极炭渣的回收利用方法

说明书

本发明提供一种阳极炭渣的回收利用方法，属于铝电解固体危险废弃物处置利用技术领域，包括：S1、将待处理的阳极炭渣进行破碎研磨，可选的加入添加剂进行混合；S2、将步骤S1得到的物料在750℃‑950℃高温下进行强化分离，所述强化分离在施加强化力场条件下进行；S3、将步骤S2强化分离后得到的物料进行冷却，冷却后的物料中上层为炭粉，下层为氟化盐固体。本发明利用强化力场的方法促进高温下炭渣和熔融态氟化盐分离，可高效分离其中的炭和氟化盐，分别得到纯度较高的炭粉和氟化盐块，炭粉可作为生产铝用阳极等炭素材料的原料，氟化盐可作为电解质返回电解槽使用。处理时间短、分离效果好，炭的损失少，过程中基本不排放二氧化碳。

技术领域

本发明涉及铝电解固体危险废弃物处置利用技术领域，特别是指一种阳极炭渣的回收利用方法。

背景技术

我国电解铝的生产普遍采用400kA及以上的大型预焙阳极电解槽。由于使用阳极质量参差不齐，在电解过程中尝尝会导致脱落、掉渣，然后定期随部分电解质一起捞出，形成阳极炭渣。据估算，我国每年将排放约40万吨的阳极炭渣固体废物，这类固废已被列入《国家危险废弃物名录(2021版)》，目前国内各大铝厂对阳极炭渣的处置和利用技术并不十分成熟，大多铝电解企业将其堆存，导致环境污染和资源浪费的问题。因此，对阳极炭渣的安全处置和资源化利用铝电解行业亟需解决的问题。

在铝电解生产中，阳极脱落的炭块进入到电解质中，被定期从电解槽中捞出来，同时会有电解质混入其中，形成阳极炭渣。阳极炭渣中主要含有 30％-70％不等的冰晶石等氟化盐，其余成分为炭，无法直接利用。如果能实现阳极炭渣中炭和氟化盐的高效分离和回收，将是解决电解铝工业环境问题和充分利用资源的一个重要途径。

目前对阳极炭渣的处理方法有湿法处理和火法处理方法等。然而，现有的湿法处理方法无法实现炭和氟化盐的彻底分离，得到的两种低纯产品无法利用，仍属于固体危险废弃物。火法处理方法需要消耗较高的燃料使炭燃烧，这部分炭利用不充分，过程中还造成了二氧化碳排放。采用高温静态分离的方式，由于部分氟化盐会被炭粉包裹，无法汇聚，难以在底部快速形成熔池，分离缓慢且不彻底。

总之，现有方法无法实现阳极炭渣中炭和氟化盐的彻底分离，分离产物纯度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种阳极炭渣的回收利用方法，其能实现阳极炭渣中炭和氟化盐的高效分离，分离后炭可作为炭阳极的生产原料使用，解决铝电解阳极炭渣危险固废的处置和利用问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种阳极炭渣的回收利用方法，包括以下步骤：

S1、将待处理的阳极炭渣进行破碎研磨，可选的加入添加剂进行混合；

S2、将步骤S1得到的物料在750℃-950℃高温下进行强化分离，所述强化分离在施加强化力场条件下进行；

S3、将步骤S2强化分离后得到的物料进行冷却，冷却后的物料中上层为炭粉，下层为氟化盐固体。

其中，优选地，步骤S1中，经所述破碎研磨后的物料的粒度在100目以下。

其中，优选地，步骤S1中，所述添加剂为能促进高温下强化分离过程中氟化盐熔池的形成并利于氟化盐与炭的分离的氟化物，更优选选自氟化铝、氟化锂、氟化钾中的任一种。

其中，优选地，所述添加剂的粒度范围在1mm-5mm。

其中，优选地，所述添加剂的用量与经破碎研磨得到的物料的质量比为 0-30：100。

其中，优选地，步骤S1得到的物料采用的盛具为坩埚，所述坩埚材质为石墨坩埚。

其中，优选地，步骤S2中，所述强化分离的持续时间为10min-120min。