[发明专利]一种铝电解大修渣加压碱浸回收氟化盐的方法

说明书

一种铝电解大修渣加压碱浸回收氟化盐的方法，将废阴极和废槽衬分别进行两级破碎，并分别加入NaOH溶液进行湿法球磨，得到废阴极浆料和废槽衬浆料；将废阴极浆料和废槽衬浆料分别加入NaOH溶液进行加压碱浸，在加压碱浸过程中加入浸出液体积2‰～4‰的破氰药剂H₂O₂进行破氰处理；加压碱浸完成后卸压，排出的氨气经过硫酸洗涤后形成可作为化肥的硫酸铵；浸出物过滤得到浸出液和浸出渣，浸出渣经过逆流洗涤后干燥，用作钢铁冶炼、制备水泥、制备耐火材料的添加剂；浸出液进行中和沉淀后过滤，滤渣经煅烧形成氟化铝；滤液冷冻结晶，得到芒硝。本发明可对废阴极炭块和废槽衬均进行无害化处置和资源综合利用，回收得到氟化盐。

技术领域

本发明属于铝电解大修渣无害化处置和资源综合利用技术领域，具体涉及一种回收铝电解大修渣中氟化盐的方法。

背景技术

大修渣是铝电解生产过程中，由于高温电解质对铝电解槽内衬的渗透、腐蚀，导致铝电解槽内衬结构发生变形、破裂等，高温铝液和电解质从这些变形和破裂的裂缝渗入槽内衬，从而导致电解槽无法正常生产而停槽修复时产生的。由于新铝电解槽在使用3～6年后就需要停槽大修，电解槽内衬长期在高温下与电解质发生电化学反应，吸附了大量的氟化物和一定量的氰化物等有害物质，大修渣如不妥善处置，会污染地表水和地下水，并且释放出有害的气体污染大气，因此，大修渣是铝电解生产过程中不可避免的固体危害废弃物。大修渣主要包括有废阴极和废槽衬，废阴极为经过电解质侵蚀的石墨质阴极，废阴极的主要成分是石墨化程度达到85％左右的炭质材料，通常炭占比65％左右，氟化物占比30％左右，氟化物基本以Na₃AlF₆、NaF、CaF₂的形式存在，含有微量的NaCN等。废槽衬为经过电解质侵蚀的干式防渗料等耐火材料，废槽衬的主要成分是NaAlSiO₄(俗称：霞石)，氟化物基本以NaF的形式存在，含有极少量的Na₃AlF₆和βAl₂O₃等。

对于大修渣的无害化处置和资源综合利用，国内有高校学者在利用加压浸出方法进行大修渣的无害化处置和资源综合利方面做了大量研究。

专利CN201610499122.9公开了一种超声波辅助浮选加压碱浸综合回收铝电解废旧阴极炭块的方法，是将铝电解槽废旧阴极炭块破碎，得到备用颗粒；将备用颗粒与水配成浆体通过超声波预处理，预处理后物料进行浮选，浮选得到炭渣、电解质渣和废水，废水返回浮选过程循环使用，备用颗粒与水配成浆体，液固比为1-3:1；所述超声波频率选择25-40KHz，功率50-600W，处理时间5-60min；将电解质渣微波辐射加热，得到电解质粉，炭渣进行加压碱液浸出，过滤，得到炭粉和滤液；将滤液调整pH，产生沉淀，过滤分离得到滤渣和尾液，所得尾液返回重复利用。

专利CN201610498578.3公开了一种超声波辅助加压酸浸回收铝电解废旧阴极中炭的方法，是将铝电解槽废旧阴极炭块破碎，得到备用粉料；将备用粉料与水配成浆体通过超声波预处理，超声波预处理过程中备用粉料与水液固比为1-3:1，超声波频率选择25KHz或40KHz，超声波功率50-600W，超声波处理时间5-60min；将预处理后物料进行加压酸液浸出，浸出后过滤，得到炭粉和滤液，酸浸过程在高压釜中进行，进行加压酸液浸出时，控制浸出温度为100-300℃，控制浸出时间为30-180min，控制液固质量比为5-10:1，控制搅拌速率200-800r/min；将滤液蒸发结晶，产生沉淀，过滤分离得到钠盐、铝盐混合物和蒸馏水，蒸馏水回用。

专利CN201711218634.4公开了一种超声波碱浸和加压酸浸联合处理电解铝废阴极炭块的方法，该方法包括破碎粉磨、超声波碱浸和加压酸浸三个工序，将超声波碱浸和加压酸浸联合运用，使两者协同作用，高效、绿色的将炭素材料和氟化物分离循环利用，减少环境危害，环保效益和经济效益显著，实现了电解铝废阴极炭块的无害处理及其资源化利用。