[发明专利]一种电解铝废槽衬混合料的绿色再生方法

说明书

本发明涉及一种电解铝废槽衬混合料的绿色再生方法，属于固废综合处理的环保技术领域。本发明将电解铝废槽衬混合料进行劈碎、筛分得到炭素材料‑耐火材料混合颗粒和炭素材料‑耐火材料混合粉末，炭素材料‑耐火材料混合颗粒经色选分选得到炭素材料颗粒、耐火材料颗粒和炭素材料‑耐火材料黏连颗粒，炭素材料‑耐火材料黏连颗粒研磨后与炭素材料‑耐火材料混合粉末混合均匀，再经浮选分离得到炭素材料粉末和耐火材料粉末。本发明适于铝电解废槽衬混合料的工业化清洁处置。

技术领域

本发明涉及一种电解铝废槽衬混合料的绿色再生方法，属于固废综合处理的环保技术领域。

背景技术

现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。电解过程中以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应。在电解过程中，阴极碳素内衬质量是关键，炭块材料较差，很容易导致电解液渗入电解槽内衬，使阴极炭块及电解槽内衬受到侵蚀，侵蚀过程中产生的应力作用会导致电解槽变形和内衬损坏。因此在电解槽大修时，清出的废料主要为阴极炭块、内衬、耐火材料。这些固体废物都不同程度的含有氟化钠和少量氰化物有害物质，目前电解铝废槽衬已被列入《国家危险废弃物名录》，直接排放不仅对环境生态造成较为严重的污染、浪费了资源，而且危害了铝电解工业的生存环境。同时由于阴极炭块主要含有的碳约65％，其热值较高、发热量22.587MJ/kg，具有一定的回收价值。

随着电解铝行业的高速发展，产生的废槽衬量也逐年增加。每吨生产电解铝大约产生15～20kg废阴极炭块。废阴极炭块，含有大量可溶性氟化物Na₃AlF₆(冰晶石)、NaF及少量的CaF₂等，是一种含氟较高的固体废弃物。长期风吹、日晒、雨淋后，炭块中的氟化物、氰化物会转移、挥发进入大气，或随雨水混入江河、渗入地下，污染土壤和地下水。如果不及时处理就无法进行现有的生产，并带来极其严重的环境问题。同时废槽衬混合料中废阴极炭素材料与耐火材料有黏连部分，难以分离，不利于阴极炭块和耐火材料的分别回收利用。

现有技术中，电解铝清洁生产工艺，提出将电解铝工艺过程中产生的废料进行分类回收，将含碳阴极作为燃料燃烧或预焙使用，或用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，或采用电解铝废旧阴极制得炭粉，然而，均未涉及到废碳素阴极中炭块与耐火砖粘连部分的处理方法。

发明内容

本发明针对现有技术中电解铝废槽衬混合料难分离，影响电解铝生产企业零排放的难题，提供一种电解铝废槽衬混合料的绿色再生方法，本发明通过劈碎、筛分、色选、浮选工艺，将电解铝废槽衬混合料中的炭素材料与耐火材料进行绿色、高效的分离与回收再利用，解决电解铝废槽衬混合料难分离的问题，便于实现电解铝废槽衬混合料的分值利用，实现电解铝生产企业的可持续发展。该方法工艺简单，操作简便，效率高，准确绿色、高效回收电解铝废槽衬混合料。

一种电解铝废槽衬混合料的绿色再生方法，具体步骤如下：

(1)将电解铝废槽衬混合料进行劈碎、筛分得到粒度为3-10mm的炭素材料-耐火材料混合颗粒和粒径小于3mm的炭素材料-耐火材料混合粉末；

(2)将步骤(1)炭素材料-耐火材料混合颗粒进行色选分选得到炭素材料颗粒、耐火材料颗粒和炭素材料-耐火材料黏连颗粒；

(3)将步骤(2)炭素材料-耐火材料黏连颗粒研磨至-200目，与步骤(1)炭素材料-耐火材料混合粉末混合均匀，再经浮选分离得到炭素材料粉末和耐火材料粉末；炭素材料粉末和步骤(2)炭素材料颗粒合并为炭素材料，耐火材料粉末与步骤(2)耐火材料颗粒合并为耐火材料，炭素材料颗粒和炭素材料粉末作为炭素材料回用，耐火材料颗粒和耐火材料粉末作为耐火材料回用。

所述步骤(2)色选采用光电色选机；