[发明专利]一种利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法

权利要求书

1.一种利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：铝电解槽阴极炭块粉磨后与碱液混合、浸出后固液分离；

步骤(2)：采用氟化钠调节步骤(1)分离得到的滤液的Al:Na:F摩尔比为1:2.5~4:5.5~7.5，随后投加Na₃AlF₆作为晶种，接着鼓入富NH₃气体或投加NH₄F、搅拌反应；反应后经固液分离、干燥得冰晶石；

按元素N：Al摩尔比为3~5:1的比例鼓入富NH₃气体或投加NH₄F；

所述富NH₃气体，NH₃的体积百分数为40~70%，气体的鼓入速率为10~30L/h；

将NH₄F配制成水溶液后再投加，NH₄F水溶液中，NH₄F的质量百分数为30~70%；NH₄F水溶液在10~50min内匀速投加至反应体系中；

步骤(2)中，搅拌反应过程的温度为40~70℃，搅拌速率为120~200r/min。

2.如权利要求1所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤（2）中，N：Al摩尔比为4~4.5:1。

3.如权利要求2所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，所述富NH₃气体，NH₃的体积百分数为50~60%，气体的鼓入速率为10~15L/h。

4.如权利要求3所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤(2)中，搅拌反应过程的温度为40~60℃，搅拌速率为150~180r/min，反应时间为10~50min。

5.如权利要求1~4任一项所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，以投加氟化钠的溶液为基准，按液/固质量比200~800:1的比例投加Na₃AlF₆晶种。

6.如权利要求5所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的铝电解槽阴极炭块中含电解质在30~50wt%，将所述的铝电解槽阴极炭块粉磨至-200目的颗粒占总重量的60%以上。

7.如权利要求6所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤(1)中，浸出过程的温度为20~90℃，浸出过程的搅拌速率为150~220r/min，浸出时间为0.5~3h。

8.如权利要求6所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，碱液为碱金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐中的至少一种的水溶液；碱液中，溶质的质量分数为10~50%；碱液与阴极炭块的液/固质量比为5~10:1。

9.如权利要求7所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤(1)中，按照阴极炭粉与碱液的液固质量比6~8:1调浆，随后在170~200r/min的搅拌速率、40~70℃下浸出1~2h；所述碱液为重量百分数为20~30%的NaOH、NaO、Na₂O₂中至少一种的水溶液。

10.如权利要求8所述的利用铝电解槽阴极炭块碱性浸出液生产冰晶石的方法，其特征在于，步骤（2）中，按N：Al=4~4.5:1的比例、10~30L/h的速率鼓入NH₃体积百分数为50~60%的富NH₃气体，并在40~60℃温度下、150~180r/min的搅拌速率下反应20~40min；固液分离、干燥得冰晶石。