[发明专利]水溶结合酸溶从电解槽废阴极炭块中提取碳的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解槽废阴极炭块综合利用技术领域，具体涉及一种水溶结合酸溶从电解槽废阴极炭块中提取碳的方法。

背景技术

铝电解槽一般在使用4到5年后需进行大修，我国多数企业平均槽寿命在1500天左右，大修时清除大量的废阴极炭块。现有技术中，对铝电解槽废阴极炭块的处理方法主要是在废阴极炭块中加入石灰使之与其中的电解质发生反应，得到氟化钙、氟化钠和氟化铝，使氟得到固化以重新利用，回收的炭重新用于制造阴极材料，但处理费用太高。或者利用水泥窑炉内部反应温度高，炭块在流程中停留时间长等条件，使废阴极炭块中的有害物质在高温环境中进行分解置换，并最终固化在水泥熟料中，同时废阴极炭块中的碳作为燃料降低了煤的消耗。但是，采用该方法的缺点也非常明显氟对耐火砖有损害，并且氟容易随烟气排放入空气造成大气污染；废阴极炭块中钠的含量极高，会对水泥后期强度有影响。

中国专利文献公开号为105586607A、名称为一种废阴极炭块的利用方法的专利申请文件提供了这样一种废阴极炭块利用的技术方案，其利用过程是将铝电解槽大修停槽刨除的废阴极炭块，进行粗碎、细碎、筛分、分选，得到废阴极炭块中炭质颗粒和电解质颗粒，其中的炭质颗粒用于铝用阴极炭块生产原料，电解质颗粒返回铝电解生产过程。

中国专利文献公开号为101798691A，名称为一种回收铝电解槽废阴极的方法的专利申请文件提供了这样的技术方案，包括如下步骤:1)清理废阴极碳块表面粘连的耐火材料、保温材料；2)将废阴极碳块破碎成1～6mm的颗粒；3)采用上述破碎后的废阴极碳块颗粒通过焦粒焙烧启动法对大修后的电解槽进行预焙；4)回收预焙后的残留颗粒；5)分离残留颗粒中的灰分；6)将回收的残留颗粒作为氟化盐返铝电解槽使用。

中国专利文献公开号为101440500，名称为电解铝大修槽产生的废阴极碳块的处置方法提供了这样的技术方案：它是将电解槽大修产生废渣中分选出来的废阴极碳块用机械破碎成粉料后,加入氧化铝厂烧结法系统中进行配料,然后与生料浆一起进入烧成车间回转窑中进行熟料烧结。

然而经研究表明，废阴极碳块废渣碳元素含量较高，可以达到66.07％，其它元素中以氟、钠、铝含量较高，是该废渣的主要杂质，其中的氰根含量达到8.7ppm，已超出国家排放标准。因此，对废阴极碳块废渣的回收利用在于碳的回收。然而以上公开的现有技术，均没有对废阴极中碳的回收提出理想的技术方案。

发明内容

本发明提供了一种水溶结合酸溶从电解槽废阴极炭块中提取碳的方法，以解决电解槽废阴极炭块的综合利用问题。

本发明提供了如下技术方案：1、一种从电解槽废阴极炭块中提取碳的方法，其特征在于：先将电解槽废阴极炭块进行磨矿处理，将磨碎的炭块进行水溶出，对水溶条件下得到的水溶渣进行酸浸出。

所述磨矿时磨矿细度为-200目。

所述水溶出工艺条件为：液固比2.5-4:1、温度18-22℃、时间45-80min。

所述酸浸采用的酸为盐酸或硫酸，采用盐酸浸出时，盐酸的浓度为37％，浸出的液固比为2-4:1、温度为75-85℃、时间为45-80min；采用硫酸浸出时，硫酸的浓度为98％，浸出的液固比为2-4:1、温度为75-85℃、时间为45-80min。

本发明达到的有益效果：通过本发明的技术方案，可以将电解槽废阴极炭块中的碳含量，从65％左右，提升至90％左右，从而实现对电解槽废阴极炭块中碳的回收利用。

附图说明

图1是废阴极炭块XRD谱图；

图2是本发明的选矿法提取碳工艺流程图；

图3是水溶后产物XRD物相图；

图4是硫酸溶出后产物的物相组成示意图；

图5是盐酸溶出后固体物相及相对含量示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。本发明及以下实施例中有关数量份数、百分比、数量比例等，若无特殊说明，均指质量单位。

首先，本发明的采用XRD技术确定废阴极炭块中各元素的存在形态，对该废渣进行了XRD分析，其谱图如图1所示。从原样的XRD谱图可以得出，该样中主要汗有碳、氟化钠、六氟铝酸钠、共晶铝钠氧化物、共晶铁钠氰化物以及氟化钙。

经过对废渣各物相含量分析可知，在废阴极炭块中，NaF的含量约占12％，C的含量约占66％，Na4Fe(CN)6的含量约占2％，NaAl11O17的含量约占3％，Al2Na6 F12的含量约占16％，CaF2的含量约占16％。