[发明专利]用于减少可浸出氟化物以及控制铝废产物的PH的工艺

说明书

相关申请案的交叉引用

本专利申请要求提交于2012年12月21日提交的美国临时专利申请61/740,589的优先权，并且全文据此并入本文。

技术领域

本发明涉及用于获得铝废产物，尤其是来源于具有减少量的可浸出氟化物的废罐衬里的铝废产物的工艺。本发明还涉及用于获得铝废产物，尤其是来源于具有允许安全处理的pH值的废罐衬里的铝废产物的工艺。

背景技术

铝可通过以下方法制备：将氧化铝在高温下溶解于装备有导电碳衬里的电解槽(也称为罐)中的熔融冰晶石中，并且通过使电流在浸入熔体的碳阳极和作为阴极的碳衬里之间通过来电解熔融溶液。该类型的电解槽可使用相当长的时间，例如最多至十年，并且在此期间碳衬里材料吸收氟化钠和其它污染物。在电解槽使用寿命的最后，移除、破碎衬里并处理掉。然而，由碳、来自绝缘耐火砖的耐火材料以及包括氟、铝、钠、钙和硅值，和游离和络合氰化物、碳化物和氮化物的冰晶石构成的废衬里材料是危险的，并且必须非常小心地处理。

用于制备铝的电解槽通常有两种类型。第一种是预烘类型，其中首先形成基于碳的阳极，然后在高温下烘培，以在电解槽中无支撑的情况下保持其形状。第二种是自焙电解槽，其中阳极材料是半流体，并且需要开放式盒式容器来保持就位。

废衬里的安全处理是行业中长期存在的挑战。该挑战仍然存在，且环境标准比过去更为严格。因此，处理残留物限制为非常低的氟化物浓度，例如TCLP(毒性特征浸出程序)可浸出氟化物小于150ppm。

此前显示，苛性碱浸出可成功用于循环废罐衬里材料(美国专利序列号5,470,559)。还显示，使废罐衬里经受第一水浸出，然后经受第二苛性碱浸出，任选的与另外的再制浆步骤或化学活化步骤结合可改善总体工艺(美国专利序列号6,596,252)。还开发了其它循环方法，并且可包括浮选步骤(中国专利序列号101811695以及加拿大专利申请序列号2,588,929和2,631,092)。

提供用于将废罐衬里材料循环至具有少量可浸出氟化物的残留物的方法是所期望的。

发明内容

发明概述

根据本发明提供了用于处理废罐衬里碳副产物(SPLCB)，以减少/限制其在可浸出氟化物中的含量和/或降低其pH的工艺。广义地，所述工艺包括在苛性碱浸出期间用含Ca/P的稳定剂处理废罐衬里(SPL)和/或在洗涤期间用含Ca/P的稳定剂处理SPLCB，以获得SPLCB残留物。在一个实施方案中，含Ca/P的稳定剂和所述SPL或所述SPLCB的初始重量之间的比率(w/w)在约0.2％w/w至约20％w/w之间。在另一个实施方案中，所述含Ca/P的稳定剂包括磷酸钙(例如选自：Ca₃(PO₄)₂、Ca(H₂PO₄)₂、Ca(HPO₄)₂、Ca₂O₇P₂、Ca₅(PO₄)₃OH、Ca(HPO₃)、Ca(PO₃)₂、Ca(H₂PO₂)₂₂、Ca₅(PO₄)₃OH的磷酸钙)、其水合形式以及它们的组合)。在另一个实施方案中，所述含Ca/P的稳定剂包括石灰(例如石灰乳)和磷酸。在一个实施方案中，所述工艺的一个或两个所述处理步骤在过滤器(例如处理过滤器或洗涤过滤器)上进行。在另一个实施方案中，一个或两个所述处理步骤在反应器(例如处理反应器或洗涤反应器)中进行。在又一个实施方案中，一个处理步骤在过滤器上进行，而其它处理步骤在反应器中进行。在一些实施方案中，所述工艺可设计为避免使用任何表面活性剂产生SPLCB残留物。

附图说明

上面已经一般地描述了本发明的实质，下面可参考附图，其以举例说明的方式示出了其优选地实施方案，其中：

图1是流程图，其示出了将废罐衬里转换为废罐衬里残留物的工艺的实施方案。

图2是流程图，其示出了在不存在(A)或存在(B)初步洗涤步骤的情况下将废罐衬里转换为废罐衬里残留物的工艺的实施方案。S＝浆料的过滤固体部分，L＝浆料的过滤液体部分。