CN1012040B - 含氟烟尘湿法净化渣的脱碳工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属化合物粉末回收方法，它提供了一种从铝电解生产的含氟烟尘净化渣中分离出碳与沥青的工艺流程。

本发明利用上述净化渣配成的矿浆，加入分散剂、捕收剂和起泡剂，经浮选机浮选使碳与沥青上浮为泡沫而分离之。从而得到含碳小于3%、可作为返回铝电解槽进行生产的物料使用。本发明的工艺流程简单，操作方便，能使物料回收利用，又减轻污染，实为一举两得，从而有效地提高了铝厂的经济效益。

Description

本发明属于金属化合物粉末的回收方法，是一种从铝电解工业烟尘净化渣中分离出碳和沥青而回收氧化铝、氟化盐的脱碳工艺。

目前，在铝电解的冶炼生产中，大部分采用自焙电解槽。烟气的净化与回收通常用湿法处理，处理后排放的烟气可以达到铝工业废气排放的环保要求，但其残渣只是经过滤后堆存起来。目前尚无良好的处理方法。在湿法处理含氟烟尘的净化渣中，仍混有大量的氧化铝、氟化盐、以及氧化硅、氧化铁、碳、沥青在内的多种成分。由于其中所含的碳和沥青过多，竟达总重量的20%左右，致使净化渣一直无法得到有效利用。

本发明的目的是提供一种工艺方法，把碳和沥青从含氟烟尘湿法净化渣中分离出来，降低净化渣内总碳的含量，使净化渣满足作为合格原料（含碳量3%以下）的要求，以供返回电解槽重新冶炼利用。

基本原理及工艺过程

基本原理：采用浮选分离技术，把传统的选矿技术应用到铝工业烟尘的处理上，去除含碳物料组份，达到回收所需物质的目的。首先利用碳和沥青所具有的自然可浮性，然后加入分散剂、捕收剂和起泡剂，增强浮选分离的选择性，提高了浮选的质量和产率。分散剂能改善物料各组份的悬浮和分离效果，分散剂有水玻璃、硫酸铝、明矾、六偏磷酸钠、其中优先选用六偏磷酸钠作为分散剂。捕收剂是一种非极性油类，其中以煤油、O^＃柴油、C₅～C₉脂肪酸较好，起泡剂具有良好的表面活性，以松油、2^＃油为佳。捕收剂优选煤油，起泡剂优选2^＃油。

工艺过程和主要工艺条件

1.净化渣配浆处理。

净化渣加热水，经搅拌制成矿浆。矿浆温度选择24～45℃、以35～40℃为好。矿浆浓度的调节范围25～35%之间。矿浆酸碱度pH7～9。

而后，依次加入分散剂、捕收剂和起泡剂，搅拌。

净化渣的堆放时间会使物料的可浮性变化，增加堆放时间将使回收物质-氧化铝的回收率降低，其影响幅度为2%左右。

2.浮选。浮选分为粗选、精选二步：

①粗选。

粗选在浮选机内进行，粗选中搅拌要控制一定的时间和搅拌叶轮的线速度。含药剂配浆中的碳和沥青随着泡沫上浮，然后被浮选机的刮板刮出，进入分流槽。

适量的分散剂加入之后，可以使回收率提高，使由于净化渣物料因堆放时间过长引起的回收率变化得到补偿。

②精选

精选是在粗选分离的基础上进行的。粗选后有两股分流，一股是已经分离出碳、沥青后的矿流主要含氧化铝产物，经泵输送进入沉淀箱;另一股是上浮的被刮出的含碳产物以及夹带出来部分氧化铝等物质。精选就是对这一股液料进行再处理。因此，精选的方式与粗选相同，只是加入的药剂用量和工艺条件数据略有不同。例如，加入的分散剂、捕收剂、起泡剂相应减少，搅拌时间相应增加一些。

精选视情况进行一次或两次，其目的在于保证质量的同时提高回收率。实际上精选后的产物，其含碳量均有所增加。

一般经过粗选便可达到要求，含碳量已低于3%。精选后的产物含碳大于3%，只要保证混合后的物料总的含碳量低于3%也就可以。

粗选和精选的工艺条件范围如下：

分散剂    六偏磷酸钠    400±50克/吨

捕收剂    煤油    250～350克/吨

起泡剂 2^＃油 200～300克/吨

充气量    （粗选、精选）    2.5～3.2升/分钟

搅拌时间    5～12分钟

浮选时间    35～45分钟

叶轮线速度    5.5～6.6米/秒

3.产物的过滤和干燥

净化渣处理后含氧化铝产物，经过过滤和干燥，即为成品物料，可作为原料返回电解槽使用。过滤后，物料的含水率约10%。干燥后的成品物料含水率约1.5%。

含碳产物分流通入尾矿池另作处理。

经过上述工艺过程，即粗选、一次或两次精选，净化渣中大量的碳和沥青已除去，得到含碳小于3%的产物。总产率达57%以上，原净化渣内所含氧化铝的回收率达80%以上。

这种回收产物经测试得知其成分百分比范围是：Al₂O₃82～86%、氟化盐12～14%、总碳（包括碳和沥青）3%以下、Fe₂O₃0.5%以下、SiO₂0.5以下。

因此，从净化渣中可获得高达80%以上的氧化铝回收率，这就大大地有利于提高铝厂的经济效益。按年处理净化渣用料1200吨计算，约可回收氧化铝526吨氟化盐134吨，投产一年可以收回全部投资。从第二年起即可获利，年利润可达40余万元。随着年处理量的规模扩大，效益更为可观，推广应用的前景十分良好。反过来，还能减少堆放和环境污染方面的支付费用。

本发明的附图

图1是本发明的工艺流程原理图

其中：1-配浆，2-加药、搅拌，3-粗选，4-精选，5-过滤，6-干燥。

图2是工艺设备流程图。

现结合图2说明生产设备及工艺流程。

热水器1产生的热水由泵2输入配浆搅拌槽3，在槽内净化渣配成矿浆，矿浆由泵4输送到储浆搅拌槽5进行搅拌，搅拌后从上段自流进入稳压搅拌槽6（以便保证后面浮选机生产用料的连续供给），然后经过两个药剂搅拌槽7、8，分别加入分散剂、捕收剂和起泡剂，通过搅拌和作用，矿浆输入浮选机9进行浮选。浮选机左列5个槽为粗选槽供粗选用，右列7个槽为精选槽供精选用。粗选槽内上浮的碳与沥青产物随泡沫由刮板刮入泡沫槽（图中＊示出部位），由此输往精选槽再行浮选。同样，精选槽内上浮的碳与沥青产物随泡沫刮入泡沫槽（图中＊＊所示部位），最终输往尾矿池。

在粗选槽的末段（即左列第5个槽中），下部的含氧化铝的物料即用泵11输送到沉淀箱12的Ⅰ池中。精选槽的末段（即右列第七个槽）槽内下部含氧化铝物料由泵10输送入沉淀箱Ⅱ。在沉淀箱Ⅰ、Ⅱ内含沉淀物浓浆分别送往过滤器过滤（含水份8～10%）、干燥（含水份约1.5%）即为成品。1-Al₂O₃和2-Al₂O₃经适当混合便得含碳小于3%的原料。

尾矿池内的碳产品则另作处理和利用。

Claims (5)

1、一种电解铝工业含氟烟尘湿法净化渣的脱碳工艺，经过湿法处理的净化渣主要组分有碳与沥青焦油、三氧化二铝、氟化盐，由配浆、加药剂搅拌、浮选、过滤、干燥工序组成，其特征是在浮选工序中加入的分散剂选用水玻璃、硫酸铝、明矾、六偏磷酸钠，非极性油类的捕收剂选用煤油、0^#柴油、C₅～C₉脂肪酸，起泡剂选用松油，2^#油，其工艺条件为：

矿浆温度24～45℃    矿浆浓度25～35%

矿浆酸碱度pH=7～9  充气量2.5～3.2升/分钟

搅拌时间5～12分钟  浮选时间35～45分钟

叶轮线速度5.5～6.6米/秒

其浮出物主要是碳与沥青焦油。

2、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于加入分散剂是六偏磷酸钠，其每吨物料用量为400±50克。

3、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于加入非极性油类的捕收剂是煤油，其每吨物料用量为250～350克。

4、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于加入起泡剂是2^＃油，其每吨物料用量为200～300克。

5、根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于矿浆温度控制在35-40℃。

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