CN102011148A - 一种铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收的方法。即电解槽中捞出的阳极炭渣直接投入节电保温炉中进行熔炼，炭质材料经过完全燃烧后，电解质完全形成电解质熔体；熔炼过程中产生的烟气接入电解系列烟气净化系统，氟化物气体采用氧化铝吸收后重返电解槽，电解质熔体直接进入电解槽使用或冷却后经磨细处理后用于电解槽的焙烧启动，整个生产过程实现了连续进料及连续出料。本发明实现了阳极炭渣的无害化处理与电解质综合回收利用，克服了现有技术中需对炭渣进行破碎、磨细、制团，需加入各种添加剂，无法实现环保处理等缺陷。本发明工艺简单，电解质回收高，生产处理成本低，处理后能够实现炭渣的无害化，环保效益和经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解技术领域，具体地说是铝电解过程中阳极炭渣无害化处理及电解质回收利用的方法。
背景技术
铝电解过程中，因阳极炭块受电解质的冲刷而出现掉渣现象。炭渣影响铝电解的正常运行而需要不定期从电解槽中打捞出来。由于受电解质的浸泡和渗透，炭渣中含有大量的电解质，据相关资料介绍，炭渣中含钠13.81％，含铝8.42％，含氟29.61％。一般炭渣中电解质的含量为58％左右。按照目前全国电解铝产能1600万吨计算，每年将产生约16万吨的炭渣，将损失约9万吨电解质，以每吨4000元/吨计算，损失近3.6亿元。因此炭渣是一笔非常可观的资源。目前国内大多数电解铝厂所产生的炭渣，绝大多数作为燃料使用，其所含的电解质也全部进入灰渣，不仅使炭渣中的氟化物对环境造成很大的影响，同时也浪费了价值可观的电解质。另一种处理是作为废弃物堆弃，炭渣中的有毒氟化物溶解于水中，渗入地下，污染水质，或呈粉状物弥漫在空中，对环境同样造成污染。如果能将炭渣综合回收利用，变废为宝，则为铝工艺的循环经济发展开辟一条新的途径。
多年来，很多单位都在研究阳极炭渣的回收利用方法。舒大平等人申请的专利铝电解阳极炭渣和废旧阴极材料的无害化处理及综合利用的方法(专利号为01138204.X，公告日期为2001年11月20日)。该发明涉及一种对铝电解行业中的阳极炭渣的无害化处理和综合利用的方法，具体技术方案是将阳极炭渣粉碎，磨粉后进行浮选分离，所得的炭粉作为粉料用于生产高碳素制品，所得电解质返回铝电解工艺中使用。但是该方法电解质回收率低，电解质纯度低，杂质含量高，工艺流程复杂，成本较高，容易造成二次污染，所以工业上很少采用。
发明内容
本发明针对目前铝电解行业电解质回收技术存在的不足，充分考虑工业上实施的可行性，提供一种实现铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收的方法，其可操作性强，工艺简单，回收率高，回收成本低。
解决本发明的技术问题所采用的技术方案为：铝电解过程中产生的阳极炭渣在节电保温炉中进行火法熔炼，在800～1500℃的温度下熔炼至炭渣中的炭质材料完全燃烧，炭渣中的电解质完全形成熔体电解质；熔炼过程中产生的烟气(主要含CO、CO2、氟化物等)接入电解系统烟气净化系统，用氧化铝吸收挥发的氟化物返回电解槽使用，回收的熔体电解质直接进入电解槽使用或冷却后经磨细处理用于电解槽的焙烧启动。整个过程实现连续生产，即连续进料和连续出料。
本发明主要的技术条件是：
(1)熔炼过程中主要设备是节电保温炉，熔炼过程中的反应温度为800-1500℃。
(2)节电保温炉实现了连续化操作，即连续进料、连续出料。
(3)反应产生的电解质熔体以及氟化物气体重新返回电解系统。
(4)炭渣可以是粉状、块状、球状，无需经过粉碎处理，可直接添加入电炉中。
本发明的有益效果是：阳极炭渣直接加入节电保温炉中进行熔炼，电解质完全变成熔体状态，并实现了炭渣的无害化处理与电解质的有效回收利用。该工艺流程短，回收成本低，可操作性强，环境污染小，炭渣实现完全无害化处理，环保效益和经济效益显著。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
从铝电解槽中打捞上的阳极炭渣624kg加入节电保温炉中，加热至800℃，使得炭渣中的可燃物完全燃烧，待炭渣中的电解质完全形成熔体后，从节电保温炉中放出，并连续加入炭渣，熔炼过程中排放的氟化物接入电解烟气净化系统回收利用，电解质得到了无害化回收。
实施结果：熔炼回收得到电解质340kg，电解质成分中：F：40.9％；Al2O3：28.37％；Na2O：19.8％；CaO：2.0％，杂质含量满足电解质的要求。
实施例2：
从铝电解槽中打捞上的阳极炭渣856kg加入节电保温炉中，加热至1500℃，使得炭渣中的可燃物完全燃烧，待炭渣中的电解质完全形成熔体后，从节电保温炉中放出，并连续加入炭渣，熔炼过程中排放的氟化物接入电解烟气净化系统回收利用，电解质得到了无害化回收。
实施结果：熔炼回收得到电解质435kg，电解质成分中：F：42.97％；Al2O3：27.37％；Na2O：20.5％；CaO：2.5％，杂质含量满足电解质的要求。
实施例3：
从铝电解槽中打捞上的阳极炭渣424kg加入节电保温炉中，加热至1200℃，使得炭渣中的可燃物完全燃烧，待炭渣中的电解质完全形成熔体后，从节电保温炉中放出，并连续加入炭渣，熔炼过程中排放的氟化物接入电解烟气净化系统回收利用，电解质得到了无害化回收。
实施结果：熔炼回收得到电解质219kg，电解质成分中：F：40.97％；Al2O3：29.37％；Na2O：21.5％；CaO：3.5％，杂质含量满足电解质的要求。
Claims (3)
1.一种铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收的方法，其特征在于：电解槽中捞出的阳极炭渣直接投入节电保温炉中进行熔炼，炭质材料经过完全燃烧后，电解质完全形成电解质熔体；熔炼过程中产生的烟气接入电解系列烟气净化系统，氟化物气体采用氧化铝吸收后重返电解槽，电解质熔体直接进入电解槽使用或冷却后经磨细处理后用于电解槽的焙烧启动。
2.根据权利要求1所述的铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收方法，其特征在于熔炼过程中的温度为800-1500℃。
3.根据权利要求1所述的铝电解阳极炭渣无害化处理及电解质回收方法，其特征在于节电保温炉进行连续化操作，即连续进料、连续出料。
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