[发明专利]一种电解铝废旧阴极碳块综合回收方法

说明书

本发明涉及废弃物回收领域，具体涉及一种电解铝废旧阴极碳块综合回收方法，包括，S1，将破碎后的电解铝废旧阴极碳块与硫酸铵混合焙烧，浸出得到第一滤液和第一滤渣，其中，焙烧温度为280‑400℃，硫酸铵与电解铝废旧阴极碳块的质量比为(0.3‑0.5):1；S2，将第一滤液除镁除钙，得到第二滤液和第二滤渣；S3，将第二滤液除氟除铝，得到第三滤液和第三滤渣；S4，将第三滤液沉锂，得到第四滤渣和沉锂母液；S5，将沉锂母液中和，浓缩。本发明的回收方法简化了回收步骤外，实现了有价元素的全面回收，无需排放废水。

技术领域

本发明涉及废弃物回收领域，具体涉及一种电解铝废旧阴极碳块综合回收方法。

背景技术

电解铝采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法，以碳素材料分别为阴阳两极，经过长时间的运行，阴阳两极的碳素受到电解质液的侵蚀遭到严重破坏，成为固体废弃物，阴极碳块富含了大量包括C、Na₃AlF₆、NaF、CaF₂、Al₂O₃、MgF₂以及LiF等有价元素，对其进行安全处置和资源化回收利用已成为现阶段电解铝行业亟待解决的问题之一。

现有技术的方案，主要采用浮选和煅烧方法将阴极碳块中的碳元素进行回收，煅烧的方式虽然能够得到一定量的碳粉和电解质，但步骤繁杂，且需额外添加大量的辅助剂，导致回收不充分，同时存在需要对固液废弃物进行后续处理的问题，浮选方法进行回收的碳粉附着有氟化物等其他元素，因此无法将碳粉与其他有价元素进行分离，既影响碳粉的纯度，也造成有价元素的浪费，尤其未能够对锂元素充分回收。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电解铝废旧阴极碳块回收步骤繁杂，且有价元素回收不全面、纯度低的缺陷，从而提供一种电解铝废旧阴极碳块综合回收方法。

本发明提供一种电解铝废旧阴极碳块综合回收方法，包括如下步骤：S1，将破碎后的电解铝废旧阴极碳块与硫酸铵混合焙烧，浸出，过滤得到第一滤液和第一滤渣，其中，焙烧温度为280-400℃，硫酸铵与电解铝废旧阴极碳块的质量比为(0.3-0.5):1；S2，将第一滤液除镁除钙，得到第二滤液和第二滤渣；S3，将第二滤液除氟除铝，得到第三滤液和第三滤渣；S4，将第三滤液沉锂，得到第四滤渣和沉锂母液；S5，将沉锂母液中和，浓缩。

可选的，步骤S1中，焙烧时间0.5-3h。所述浸出的处理步骤包括，将焙烧后混合物破碎，与水混合，搅拌，过滤，其中，破碎后的焙烧混合物与水的液固比为1-5mL/g，浸出温度50-90℃，浸出时间10-60min，搅拌速率150-450r/min。

步骤S2中，除镁除钙的方法包括，将第一滤液与氟化物混合，并控制反应液的pH为3.5-4.5，其中，第一滤液与氟化物混合时的搅拌速率150-300r/min，混合温度20-40℃，其中，所述第一滤液中的钙离子与镁离子的总摩尔数与氟化物中氟离子的摩尔比为1:(2.2-2.4)。

步骤S3中，除氟除铝的方法包括，向第二滤液注入铝盐，搅拌，控制反应液的pH为4.5-6，温度为20-80℃，其中，搅拌速率为100-300r/min，搅拌时间为0.5-3h，其中，铝离子与氟离子的摩尔比为1:(3-6)。

可选的，所述铝盐为硫酸铝、硝酸铝、氯化铝中的至少一种。

可选的，所述氟化物为氟化钠、氟化钾、氟化锂中的至少一种。

可选的，碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化锂中的至少一种。

步骤S4中，沉锂的方法包括，将沉锂母液与碳酸钠混合反应，其中，沉锂母液中的锂离子与碳酸钠的摩尔比为2：(1.1-1.28)，反应温度80-100℃，混合反应的搅拌速率为100-300r/min，反应时间0.5-2h。

本发明技术方案，具有如下优点：