[发明专利]一种铝电解产生的废弃物碳渣直接无害化处理利用的方法

说明书

本发明提供一种铝电解产生的废弃物碳渣直接无害化处理利用的方法，将铝电解产生的废弃物碳渣湿磨后与可溶性铝盐混配后放入水中搅拌反应或直接放入可溶性铝盐溶液中进行搅拌反应，固液分离得固体物及溶液；固液分离后的固体物充分洗涤，洗涤液与固液分离后的溶液的混合液，先调pH值至5‑7，沉淀分离得到氟化铝为主成分的氟盐；沉淀分离的分离液再将pH值调至10‑13，得到碳酸锂。本发明的方法能够将铝电解生产中产生的废弃物碳渣彻底转化为无害无污染的单质碳和少量氧化铝及少量不溶性氟化物的混合物、氟化铝为主成分的氟盐及碳酸锂；既彻底解决了危险废弃物的污染问题，又可使氟元素在铝电解铝过程中有效的循环利用。

技术领域

本发明涉及废弃物资源化处理技术领域，尤其是涉及一种铝电解产生的废弃物碳渣直接无害化处理利用的方法。

背景技术

过去20年，我国电解铝工业得到了迅速发展，2019年底电解铝的产量已达3500万吨，占世界原铝产量的55％左右。在铝电解生产过程中由于碳阳极氧化掉渣会影响氧化铝下料溶解，为维持电解槽平稳运行，需将碳渣从槽内捞出，碳渣被捞出时夹杂大量电解质，电解质的含量一般在50-80％；国内铝行业每生产一吨铝会产生15Kg左右碳渣(包括夹杂电解质)，目前行业每年产生的碳渣量约55万吨，由于碳渣内含有大量的可溶性氟化物，对环境危害大，近年来国家已将其列为危险废弃物。

目前碳渣主要的处理方法为火法工艺和浮选分离法为主的湿法工艺，火法工艺能有效地消除氰化物、氟化物等有毒成分的危害，氟也能得到一定回收，但是能耗较高，同时废旧阴极的主要价值成分炭多以燃烧形式被消耗，造成资源严重浪费；而浮选分离法得到的炭产品品位较低，用途狭窄，需要进一步提高炭产品的品位。

发明内容

为了解决碳渣这种危险废弃物的安全资源化处理，本发明提供一种铝电解产生的废弃物碳渣直接无害化处理利用的方法。该技术在铝行业的应用可彻底解决危险废弃物碳渣带来的问题，将其资源化利用，既经济又环保。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铝电解产生的废弃物碳渣直接碳渣无害化处理利用的方法，包括如下步骤：

1)将铝电解产生的废弃物碳渣湿磨后与可溶性铝盐混配后放入水中搅拌反应或直接放入可溶性铝盐溶液中进行搅拌反应，所述的可溶性铝盐的重量为碳渣重量的25-300％，搅拌反应液中的固含量范围在4％-40％，反应温度控制在4-100℃范围内，反应时间控制60-600分钟；之后将反应物进行固液分离，得固体物及溶液；

2)固液分离后的固体物充分洗涤，洗涤液与步骤1)中固液分离后的溶液混合；洗涤后得到的固体是单质碳和少量氧化铝及少量不溶性氟化物的混合物，直接作为燃料使用；洗涤液与固液分离后的溶液的混合液，添加固态碱性物或碱性溶液，调pH值至5-7，对混合液中的物质进行沉淀分离，沉淀物分别经过、洗涤、烘干、焙烧，得到氟化铝为主成分的氟盐。

进一步，沉淀分离的分离液再加入可溶性碳酸盐将pH值调至10-13，得到沉淀物，经分离和洗涤后即可得到碳酸锂。

所述的方法，其中步骤2)中得到的固体，再利用浮选的方法进一步提取其中的非碳物料。

所述的碳渣为：铝电解生产过程从电解槽打捞出来未经任何处理的从碳阳极脱落的碳粉与电解质的混合物，形状为块状；或碳渣经磨浮分离提取电解质后得到的二次碳渣，形状为粉状；或其混合物。

本发明铝电解产生的废弃物碳渣经湿式球磨机湿磨处理，可使碳渣细度均匀，保证后续反应充分。细度可达80-100目。

所述的可溶性铝盐为硫酸铝、硝酸铝、无水氯化铝、氯化铝、固态六水氯化铝、液态六水氯化铝或氯化铝水溶液、碱式氯化铝、聚合氯化铝的一种或多种混合物；优选为硫酸铝、无水氯化铝、氯化铝、固态六水氯化铝。