[发明专利]铝电解产生的含氟废料的资源化处理方法及氟化铝产品有效
申请号: | 202110491666.1 | 申请日: | 2021-05-06 |
公开(公告)号: | CN113249578B | 公开(公告)日: | 2022-07-12 |
发明(设计)人: | 吕晓军;韩泽勋;罗丽琼;吴勇聪;王伟 | 申请(专利权)人: | 中南大学 |
主分类号: | C25B1/50 | 分类号: | C25B1/50;C01F7/50;C22B7/00 |
代理公司: | 长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113 | 代理人: | 胡凌云;马强 |
地址: | 410083 湖南*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电解 产生 废料 资源 处理 方法 氟化 产品 | ||
1.铝电解产生的含氟废料的资源化处理方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、将待处理的含氟废料破碎,获得废料粉;
S2、将S1获得的废料粉与浸出液混合,反应后,固液分离,获得滤液A和滤渣A;
其中,所述浸出液为含有水溶性卤化铝的水溶液;
S3、以滤液A为电解质,惰性电极为阴、阳极,进行电解,当电解质的pH值为1.5-5时,停止电解,然后固液分离,获得滤液B和滤渣B;
其中,通过电解装置进行电解,所述电解装置包括电解室、第一集气口和第二集气口,所述电解室内设有阳离子交换膜,所述阳离子交换膜将电解室分隔为阴极室和阳极室,所述第一集气口与阴极室的顶部连通,所述第二集气口与阳极室的顶部连通;
S4、对S3获得的滤渣B进行处理,获得氟化铝产品。
2.根据权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于,S1中,所述废料粉的粒径为18目以下。
3.根据权利要求2所述的资源化处理方法,其特征在于,所述废料粉的粒径为40目以下。
4.根据权利要求3所述的资源化处理方法,其特征在于,所述废料粉的粒径为100目以下。
5.根据权利要求2所述的资源化处理方法,其特征在于,所述含氟废料包括废电解质、废旧电极提炭后的剩余物料、铝电解产生的固体烟尘中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于,S2中,废料粉与浸出液混合所得的混合物中,F和Al的摩尔比为1.4-2.8:1。
7.根据权利要求6所述的资源化处理方法,其特征在于,所述浸出液与废料粉的质量比为5-15:1。
8.根据权利要求7所述的资源化处理方法,其特征在于,所述浸出液与废料粉的质量比为7-13:1。
9.根据权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于,S2中,所述水溶性卤化铝包括氯化铝、溴化铝、碘化铝中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于,S2中,控制反应温度为50-95℃,反应时间为1.5h以上。
11.根据权利要求10所述的资源化处理方法,其特征在于,反应时间为2-6h。
12.根据权利要求11所述的资源化处理方法,其特征在于,反应时间为3-5h。
13.根据权利要求1所述的资源化处理方法,其特征在于,S3中,电解时,控制电流密度为0.05-2A/cm2,电解时溶液温度为20-95℃。
14.根据权利要求13所述的资源化处理方法,其特征在于,控制电流密度为0.1-1A/cm2,电解时溶液温度为50-90℃。
15.根据权利要求13所述的资源化处理方法,其特征在于,惰性电极的材料为钛、钌铱涂层钛、石墨、镍、铬、锰、钨、铂、金、银及其合金中的一种或多种。
16.根据权利要求15所述的资源化处理方法,其特征在于,所述合金选自哈氏合金、蒙乃尔合金中的一种。
17.根据权利要求1-16任一项所述的资源化处理方法,其特征在于,S3之后,还包括对滤液B进行电解处理的步骤,即以滤液B为电解质,惰性电极为阴、阳极,进行电解,当电解质的pH值为8-10时,停止电解,然后固液分离,获得滤渣C和滤液C;
其中,滤渣C主要由冰晶石构成。
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