CN101063215A - 一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，涉及一种采用霍尔－埃鲁特电解法生产金属铝时，从电解槽捞出的阳极碳渣中电解质的提取方法。其特征在于其提取过程依次包括：a.将铝电解阳极碳渣磨细，加入粘结剂，混合均匀，压制成团块；b.将团块进行焙烧，使阳极碳渣团块中的碳、氢等可燃物完全燃烧，得到电解质含量大于98％的焙烧产物；c.将焙烧产物磨细后返回电解槽使用。本发明的方法，工艺操作方便，易于工业实施，焙烧后可有效提取阳极碳渣中所含电解质，经济效益显著。
Description
技术领域
一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，涉及一种采用霍尔-埃鲁特电解法生产金属铝时，从电解槽捞出的阳极碳渣中电解质的提取方法。
背景技术
在霍尔-埃鲁特电解法生产金属铝工艺中，炭阳极不断氧化消耗，由于发生了选择性氧化反应，炭阳极骨架上一些碳颗粒脱落、掉入电解槽中、形成碳渣。受电解质的浸泡和渗透，阳极碳渣的气孔中充满了电解质。每生产1吨原铝约产出3-10公斤阳极碳渣，产出的阳极碳渣中含有约70％的电解质(主要成分为冰晶石、氟化钠和少量氧化铝)。该电解质是极有价值的电解原料，如能有效回收并返回电解槽使用对降低吨铝生产成本和氟化盐消耗是大有裨益的，并可产生明显的经济效益。
以往的技术是采用酸解法或浮选法来处理阳极碳渣回收氟化盐的，酸解法技术要点是：先用无机酸将碳渣中氟化盐转化为HF挥发，而后用碱性溶液吸收HF，氟化盐回收率约90％。浮选法技术要点是：先将阳极碳渣磨细，加入浮选剂，使碳粉浮在溶液表面，捞出碳粉，而后从溶液中提取氟化盐，氟化盐回收率约85％。但上述方法存在成本高、污染大、废液难处理等难点，氟化盐回收率低，不利于工业规模实施。目前国内铝电解厂捞出的阳极碳渣，绝大多数是作为燃料使用，碳渣燃烧后，其所含电解质全部进入灰渣，白白浪费了高附加值电解质。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，充分考虑阳极碳渣由碳和电解质组成的特性，提供一种能有效提取阳极碳渣中高附加值电解质、易于工业实施的提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于其提取过程为：将铝电解阳极碳渣磨细，加入粘结剂，混合均匀，压制成团块；再将团块进行焙烧，使阳极碳渣团块中的碳、氢等可燃物完全燃烧，得到电解质含量大于98％的焙烧产物；最后将焙烧产物磨细后返回电解槽使用。
本发明的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于压制成团块加入的粘结剂配入量为阳极碳渣重量的1％-20％，所用粘结剂在常温下为液体、组成为C-H或H-O或C-H-O的、已有的任意一种化合物粘结剂。
本发明的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于焙烧温度控制以保证阳极碳渣团块中的C、H可燃物完全燃烧，而且所含电解质不挥发为准，焙烧温度为650-800℃。
本发明的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于焙烧时间不少于60min，以保证阳极碳渣团块中所含C、H可燃物完全燃烧，具体焙烧时间控制以焙烧产物800℃的灼减小于1％为准，较好的焙烧时间为60-150min。
本发明的方法以阳极碳渣为原料，以液态的C-H或H-O或C-H-O型化合物为粘结剂，混合均匀后制团，团块焙烧处理，通过焙烧使阳极碳渣团块中所含C、H可燃物完全燃烧，其焙烧过程中发生的主要反应为：C+O2＝CO2；4H+O2＝2H2O。保留了高附加值电解质，焙烧产物中98％以上为Na3AlF6、NaF和Al2O3，磨细后可直接返回铝电解槽使用。
本发明的方法，焙烧时充分利用了阳极碳渣中约30％炭材料的热值，节约了燃料消耗，处理成本低。工艺先进，技术可靠，操作方便，易于工业化，通过焙烧可有效提取阳极碳渣中约70％的电解质，经济效益显著，电解质回收率大于98％，易于工业实施。
具体实施方式
一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其提取过程是将铝电解阳极碳渣磨细，加入为铝电解阳极碳渣重量1％-20％组成为C-H或H-O或C-H-O的液体粘结剂，压制成团；在650-800℃的温度下将团块进行焙烧，焙烧时间60-150min，使团块中的C、H等可燃物完全燃烧，保留团块中的电解质；所得焙烧产物中电解质含量大于98％，主要成分为冰晶石、氟化钠和氧化铝，不含铁、硅等有害杂质；焙烧产物磨细后可直接返回电解槽使用。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
称取磨细的阳极碳渣粉料1000克，配入10克水，混合均匀，压制成团块，将团块加入高温炉中，在800℃下焙烧60min，收集焙烧产物，将焙烧产物磨细。经分析，焙烧产物800℃的灼减为0.43％，其Na3AlF6+NaF+Al2O3含量为98.87％，可直接返回电解槽使用。
实施例2
称取磨细的阳极碳渣粉料1000克，配入100克工业乙醇，混合均匀，压制成团块，将团块加入高温炉中，在750℃下焙烧100min，收集焙烧产物，将焙烧产物磨细。经分析，焙烧产物800℃的灼减为0.67％，其Na3AlF6+NaF+Al2O3含量为98.45％，可直接返回电解槽使用。
实施例3
称取磨细的阳极碳渣粉料1000克，配入200克工业重油，混合均匀，压制成团块，将团块加入高温炉中，在650℃下焙烧150min，收集焙烧产物，将焙烧产物磨细。经分析，焙烧产物800℃的灼减为0.73％，其Na3AlF6+NaF+Al2O3含量为98.32％，可直接返回电解槽使用。
Claims (4)
1.一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于其提取过程为：将铝电解阳极碳渣磨细，加入粘结剂，混合均匀，压制成团块；再将团块进行焙烧，使阳极碳渣团块中的碳、氢等可燃物完全燃烧，得到电解质含量大于98％的焙烧产物；最后将焙烧产物磨细后返回电解槽使用。
2.根据权利要求1所述的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于压制成团块加入的粘结剂配入量为阳极碳渣重量的1％-20％，所用粘结剂在常温下为液体、组成为C-H或H-O或C-H-O的、已有的任意一种化合物粘结剂。
3.根据权利要求1所述的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于焙烧温度控制以保证阳极碳渣团块中的C、H可燃物完全燃烧，而且所含电解质不挥发为准，焙烧温度为650-800℃。
4.根据权利要求1所述的一种提取铝电解阳极碳渣中电解质的方法，其特征在于焙烧时间为60-150min。
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