[发明专利]一种湿法处理电解铝废阴极材料的工艺

说明书

本发明公开一种湿法处理电解铝废阴极材料的工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤a：粗碎，将电解铝废阴极样品初步破碎；步骤b:细碎，将步骤a粗碎后的电解铝废阴极样品进一步破碎；步骤c：粉磨；步骤d：碱浸；步骤e：酸浸；步骤f：酸碱浸出液混合，得到冰晶石。本发明通过对电解铝废阴极材料的研究，得到处理温度更低、更易回收利用、处理效果更好的处理电解铝废阴极材料的工艺流程，一方面能给铝废阴极炭块处理提供新的思路与方法，另一方面能提高炭质材料的回收利用率，减轻铝企业的处理成本，在解决铝工业排污和资源利用问题上可以提供积极的引导作用。

技术领域

本发明属于危险废物无害化处理领域，尤其涉及一种湿法处理电解铝废阴极材料的工艺。

背景技术

我国铝工业的体量连年居于世界首位，电解铝的相关技术也在社会发展与科技进步中不断突破，然而铝产业的繁荣也带来了大量环境污染问题。依据文献，每生产1吨电解铝，就产生30～50kg废旧阴极材料，根据上述资料可以估算，2017年废旧阴极材料产生量超过100万吨，多年以来电解铝残渣的堆放量更是难以估量。近年来总有新闻报道铝厂对于废阴极炭块的非法倾倒等问题，如果不能妥善处理电解铝废阴极炭块存在的问题，不仅威胁到人民群众的健康，也会对当地土壤和水环境产生极其恶劣的影响。除此之外，随着环境恶化与矿产资源日益紧缺，如何经济有效地处理电解铝废阴极炭块，是减少电解铝企业排污成本以及促进铝工业可持续性发展的一种直接有效的手段。

目前，通过火法对废阴极炭块进行无害化处理的工艺在工业上应用较为常见，但火法处理对设备要求较高，高温处理对于能源消耗及成本较高，燃烧残渣需要填埋处理，成本进一步增加，而且不能很好地回收利用电解铝废阴极炭块中的炭质材料和电解质成分，在越来越讲求环境保护资源利用的未来，这种方法并不是处理废阴极炭块材料最好的解决方案。湿法处理常用到强酸强碱等试剂，对厂房设备腐蚀较大，安全及维修成本较高；而且由于废阴极炭块材料成分复杂，通过湿法处理往往不能将炭质材料与电解质较好地分离；湿法处理工艺流程也相对比较复杂，实际操作难度较高、安全性较差，所以湿法处理大多是处于实验室或者小试阶段，一直未能大规模应用在工业化生产上。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种湿法处理电解铝废阴极材料的工艺，欲解决现有技术的缺陷。

本发明的技术方案如下：一种湿法处理电解铝废阴极材料的工艺，其特征在于包括如下步骤：

步骤a：粗碎，将电解铝废阴极样品初步破碎；

步骤b:细碎，将步骤a粗碎后的电解铝废阴极样品进一步破碎；

步骤c：粉磨，将步骤b精碎后的电解铝废阴极样品磨成粉末；

步骤d：碱浸，选用粒度大小为100目～150目范围内的电解铝废阴极样品，溶剂选用水和石油醚混合液按20:5的质量比添加，并按每1g电解铝废阴极样品加入2.4mL的NaOH溶液的比例添加碱浸溶液，将液固比调整为20:1，在保持常温的条件下用超声清洗器处理25-35min，然后把样品静置2小时；在浸出之后，将混合浆液离心7-10min，沉淀部分使用无水乙醇和石油醚进行浸洗，将洗净后的石墨化碳样品留作备用；

步骤e：酸浸，将步骤d洗净后的石墨化碳样品加入一定量的10％HCl溶液，常温浸出2小时，之后将浆液离心7-10min，将沉淀部分用无水乙醇和石油醚各洗一遍，自然晾干得到石墨化碳；

步骤f：酸碱浸出液混合，得到冰晶石。

在本案中，所述步骤d中所用超声清洗器的功率为300W，且超声清洗器的处理时间为30min；步骤d中混合浆液的离心转速为10000rpm，离心时间为7min。

在本案中，所述步骤e中混合浆液的离心转速为10000rpm，离心时间为7min。