[发明专利]一种熔融法处理铝电解炭渣用添加剂及其使用方法

说明书

本发明具体涉及一种熔融法处理铝电解炭渣用添加剂及其使用方法，其特征在于：所述添加剂包含A、B、C、D四种组份。其中A包括MgF₂；B包括LiF；C包括CaF₂；D包括AlF₃，各组份质量比为A:B:C:D＝(2.5～6.0):(2.5～6.0):(3.5～7.5):(6.0～9.5)。添加剂向炭渣中的添加量以添加剂与炭渣的质量比(1.0～8.0):20.0计。将炭渣与添加剂分别磨碎至‑200目占80％以上，经充分混合、干燥后加入惰性气体保护的熔炼炉中，升温至900～1300℃并保温一段时间后分离，得到炭颗粒和电解质。在熔融法处理铝电解炭渣的过程中加入本添加剂，可明显提高电解质与炭颗粒的分离效果，获得更高纯度的电解质和炭颗粒产品。所获电解质可直接返回电解槽使用，炭颗粒可用作火力发电厂燃料。

技术领域

本发明属于冶金固废回收领域，具体涉及一种用于熔融法处理铝电解炭渣的添加剂。

背景技术

铝作为一种性能优越的金属而得到了广泛的应用，但是在铝电解生产过程中，由于炭素阳极的不均匀燃烧(选择性氧化)，使得阳极炭块崩落进而形成大量炭渣。据统计，每生产1吨原铝将产生3～15公斤炭渣，2016年我国原铝产量为3271万吨，随之产生的炭渣多达10～50万吨，其产量巨大不容忽视。炭渣的主要成分为50％～70％的电解质和30％～50％的炭，二者均为可利用资源，其中炭多数是从阳极上掉落的质地纯净的油焦和炭块，电解质中含有Na₃AlF₆、Na₅Al₃F₁₄、CaF₂和Al₂O₃等成分。

作为一种综合回收炭渣的方法，熔融法可以同时回收炭渣中的炭和电解质，但目前熔融法分离炭渣并不彻底，最终产物中二者相互夹杂，纯度较低。其中：炭颗粒中含有较多氟化物，直接燃烧会产生大量含氟废气，造成二次污染，无法满足环保的要求，同时，高温氟化物会对燃烧设备造成腐蚀，影响设备寿命。电解质中含有较多的炭，直接返回铝电解槽不仅会造成槽温难控、炉膛恶化，还会降低电解质导电率，影响正常生产与电解槽寿命。

发明内容

针对上述熔融法处理炭渣中存在的问题，本发明提供一种可明显提高熔融法分离效率的添加剂。

添加剂是由磨碎至-200目占80％以上的A、B、C、D四种组份经充分混合、干燥而成。四种组份的质量比为A:B:C:D＝(2.5～6.0):(2.5～6.0):(3.5～7.5):(6.0～9.5)。其中：

所述A包括MgF₂；

所述B包括LiF；

所述C包括CaF₂；

所述D包括AlF₃。

作为优选，所述A包括CaCO₃、MgF₂、BaCl₂、BaF₂，其质量比为：CaCO₃:MgF₂:BaCl₂:BaF₂＝(0～3.0):(0.5～2.5):(0～1.0):(0～1.5)；

作为优选，所述B包括LiF、Na₂CO₃，其质量比为：LiF:Na₂CO₃＝(1.0～2.5):(0～2.5)；

作为优选，所述C包括CaF₂和MgCO₃，其质量比为：CaF₂:MgCO₃＝(0.5～2.0):(0～2.5)；