[发明专利]电解铝碳渣制备氟化铝的方法

说明书

本发明涉及一种电解铝碳渣制备氟化铝的方法，该电解铝碳渣制备氟化铝的方法包括以下步骤：取电解铝碳渣磨成碳渣粉，后加入氟浸出剂进行氟浸出，得到氟浸出浆液，在氟浸出浆液中加入沉氟剂进行沉氟，得到沉氟浆液；将沉氟浆液进行浮选，得到碳粉和氟化铝。该电解铝碳渣制备氟化铝的方法不需要二次处理即可以得到较为纯净的碳粉，实现对碳渣粉的无害化处理，可通过一次浮选直接得到氟化铝，不需要多次浮选或过滤，简化了工艺，降低了成本。

技术领域

本发明属于电解铝碳渣回收利用技术领域，具体涉及一种电解铝碳渣制备氟化铝的方法。

背景技术

在铝电解过程中，由于发生选择性氧化，未燃烧的骨料颗粒进入电解质溶液中形成碳渣。碳渣中含有碳粉以及氟化盐，目前工业上主要采用浮选法分离碳渣中的氟化盐，浮选后在将氟浸出沉淀，得到氟化铝，实现对电解铝碳渣的回收再利用。

申请公布号为CN109759423A的发明专利，公开了一种铝电解碳渣的综合利用方法，该方法包含如下步骤：破碎及筛分：将铝电解碳渣经粗碎、球磨和筛分后，得到碳渣粉；(2)浮选：将碳渣粉放入浮选槽，调浆，得到料浆；然后向浮选槽的料浆中依次加入抑制剂水玻璃和捕收剂煤油，进行浮选；浮选刮出的泡沫经干燥，得到碳；过滤：从浮选槽底流排出的电解质经过滤，得到滤出物；(4)溶出：在滤出物中加入含终浓度为0.01～0.05mol/L HNO₃和0.3～0.36mol/L Al(NO₃)₃的混合溶液，60～65℃反应1～1.5h，得到固液混合物；该步骤中铝与氟反应生成AlF₂(OH)沉淀，钠和钙形成硝酸钠和硝酸钙混合溶液；(5)分离：将固液混合物进行固液分离，得到滤渣；其中，滤渣的主要成分为AlF₂(OH)；(6)酸浸：将滤渣和pH为0.1～0.3的氢氟酸溶液混合，然后反应1～1.5h，得到固液混合物；(7)分离：将固液混合物进行固液分离，得到AlF₃。该方法采用浮选的方式将碳粉与滤出物分离，此时，碳粉中仍含有部分氟，并未得到无害化的碳粉，浮选后的碳粉一般需要二次处理才能得到无害化的碳粉，没有实现对碳渣的无害化处理。浮选后再将氟浸出和沉淀，此时，滤出物中含有的杂质较多。此外，上述方法采用硝酸铝对氟进行浸出和沉淀，硝酸铝价格较高，不适合工业化生产。

申请公布号为CN108728867A的发明专利，公开了一种铝电解废阴极炭块无害化分离方法，该方法包括以下步骤：将铝电解废旧阴极炭块进行破碎、筛分，得到炭块颗粒；配置1mol/L浓度的酸液备用；将炭块颗粒放入酸液中在加热与搅拌条件下进行浸出，加入过程中控制溶液PH小于5，当氟离子浸出率高于94％时，浸出结束，得到浸出溶液；将浸出溶液进行过滤，分离出滤液和滤渣，所述滤渣经过洗涤、烘干，得到碳粉产品；在滤液中加入盐溶液进行沉氟，得到沉氟溶液；将沉氟溶液进行过滤，分离出滤液和滤渣，所述滤渣经洗涤、烘干，得到碱式金属氟化物产品。该方法在氟浸出后即进行过滤得到碳粉，碳粉上仍残留有部分带有氟离子的氟化物。

发明内容

本发明的目的是提供一种电解铝碳渣制备氟化铝的方法，以解决现有的电解铝碳渣制备氟化铝的方法没有实现对碳渣的无害化处理且氟化铝生产成本较高的技术问题。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：

电解铝碳渣制备氟化铝的方法，包括以下步骤：

1)取电解铝碳渣磨成碳渣粉，后加入氟浸出剂进行氟浸出，得到氟浸出浆液；

2)在步骤1)中的氟浸出浆液中加入沉氟剂进行沉氟，得到沉氟浆液；

3)将步骤2)中的沉氟浆液进行浮选，得到碳粉和氟化铝。