CN101289752A - 再生铝电解质及其熟化处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：将铝电解生产过程中产生的工艺废料中的有价值成分氧化铝、氟化铝和氟化钠采用电化学方式提取出来，并将杂质成分分离出去，制成再生铝电解质，然后将再生铝电解质进行熟化处理，得到质量合格的铝电解质产品。本发明所依据的再生原理是利用不同物质在一定温度下的密度和分解电压的不同，采用高温电化学反应方式提取铝电解废料中的有价成分并将杂质成分分离出去；熟化的原理是在一定温度下通过加入添加剂和催化剂控制反应速度、调整产品的化学成分、除去产品中的水分，从而减轻其在使用过程中的挥发性。本发明的突出优点在于：节约资源、避免了环境污染，且可保证废料再生的质量和使用效果。

Description

再生铝电解质及其熟化处理方法
技术领域
本发明属于电解铝生产领域，具体说是涉及一种再生铝电解质及其熟化处理方法。
背景技术
铝电解生产会产生大量的工艺废料，这些工艺废料中含有可以回收利用的有价值成分如氧化铝、氟化铝、氟化钠等。而这些成分又是工业铝电解质的主要组成部分。许多铝电解厂将这些工艺废料作为固体废渣排放，既浪费资源，又污染环境。还有部分铝电解厂将部分工艺废料(如落地料、地沟清理料、吸铝台包清理料、报废铝电解槽槽底等)直接返回铝电解生产使用，但其中的杂质会对铝电解生产技术经济指标和电解铝的质量产生很大的负面影响，直接利用效果很差。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的问题，而提供的一种再生铝电解质及其熟化处理方法，即将铝电解生产过程中产生的所有工艺废料中的有价值成分氧化铝、氟化铝和氟化钠等提取出来，制成再生铝电解质，并将再生铝电解质进行熟化处理，使之达到与工业铝电解质相同或相近的性能和使用效果，实现低成本废物回收利用的目的。
本发明的目的是通过以下方式来实现的：
本发明的再生铝电解质及其熟化处理方法是将铝电解生产过程中产生的工艺废料中的有价值成分氧化铝、氟化铝和氟化钠采用电化学方式提取出来，并将杂质成分分离出去，制成再生铝电解质，然后将再生铝电解质进行熟化处理，得到质量合格的铝电解质产品。
在本发明中，所述工艺废料包括落地料(主要成分为氧化铝和二氧化硅)、地沟清理料(主要成分为氧化铝和氟化铝、氟化钠)、烟道清理料(主要成分为氧化铝和氟化铝、氟化钠)、吸铝台包清理料(主要成分为氧化铝和氟化铝、氟化钠)、报废铝电解槽槽底(主要成分为氧化铝和氟化铝、氟化钠)和碳渣浮选料(主要成分为碳)。
本发明的方法具体包括以下步骤：
a、工艺废料的收集，按照质量好坏进行分类、分级；
b、废料的预处理，包括破碎、筛分、磁选、烘干；
c、废料配比，预处理后的废料，按照所含成分进行配比，配料之后的主要化学成分如下：氧化铝(40～60％)，氟化盐(25～35％)，二氧化硅(3～7％)，氧化铁(2～5％)，碳(1～3％)，水份(2～8％)；
d、再生与熟化处理，将配好的废料在电解母槽，进行再生与熟化处理，提取有价值成分，去除杂质和水分，电解母槽的电压保持在4.5～5.0伏，温度保持在960～980度，通过添加火碱或纯碱来调整熟化电解质分子比，通过添加冰晶石来调整熟化电解质纯度；
e、电解质熟化后，取出冷却，粉碎包装即为合格成品。
在本发明中，火碱或纯碱的添加比例为母槽中的电解质溶液质量的10～15％，冰晶石的添加比例为母槽中的电解质溶液质量的3～5％。
本发明是利用专用的设备(电解母槽)和工艺完成从铝电解工艺废料中提取有价成分制成再生铝电解质，并将其熟化处理后用于铝电解生产，实现了低成本废物回收利用的目的。本发明所依据的再生原理是利用不同物质在一定温度下的密度和分解电压的不同，采用高温电化学反应方式提取铝电解废料中的有价成分并将杂质成分分离出去；熟化的原理是在一定温度下通过加入添加剂和催化剂控制反应速度、调整产品的化学成分、除去产品中的水分，从而减轻其在使用过程中的挥发性。
本发明的突出优点在于：节约资源、避免了环境污染，且可保证废料再生的质量和使用效果。
具体实施方式
本发明以下结合实例将具体处理过程及反应机理做进一步描述：
1.废料收集、分类与分级。
就是把铝电解工艺废料——落地料、地沟清理料、烟道清理料、吸铝台包清理料、报废铝电解槽槽底、碳渣浮选料等收集起来，按照质量好坏，进行分类与分级。
2.废料的预处理(包括破碎、筛分、磁选、烘干等)。
就是把分好级的废料用腭式破碎机和棍式破碎机进行破碎粉碎，然后进行筛分，再用磁选机进行磁选除铁，最后进行烘干处理。
3.废料配比。
预处理后的废料，按照所含成份进行配比(落地料40％，地沟清理料30％，烟道清理料10％，吸铝台包清理料配料10％，报废铝电解槽槽底5％，碳渣浮选料5％)，使最终的主要化学成分达到：氧化铝(40～60％)，氟化盐(25～35％)，二氧化硅(3～7％)，氧化铁(2～5％)，碳(1～3％)，水份(2～8％)。
4.再生与熟化处理(专用设备和技术)。
配好的废料在专用电解槽(电解母槽)中进行再生与熟化处理，主要是提取有价值成分，去除杂质和水分。电解母槽的电压保持在4.5～5.0伏，温度保持在960～980度。
在电解母槽中，主要发生以下系列电化学反应和物理反应：
(碳+氧化铝)在960～980度的电解中生成(铝+二氧化碳+一氧化碳)；
(碳+二氧化硅)在960～980度的电解中生成(硅+二氧化碳)；
(碳+氧化铁)在960～980度的电解中生成(铁+二氧化碳)。
氟化盐在电解过程中直接熔进电解质；细微碳粒一部分进入电解质，一部分燃烧掉，一部分漂浮于电解质标面，靠漏铲捞出；水份在电解槽中被蒸发掉；反应生成的二氧化碳以气体形式跑掉；反应生成的硅和铁融入单质金属铝中，以原子状态存在(含量均在1％以下)，剩余的就是含有少量硅和铁的熟化铝电解质。根据需要，通过添加比例为母槽中的电解质溶液质量的10～15％火碱或纯碱来调整熟化电解质分子比，通过添加比例为母槽中的电解质溶液质量的3～5％冰晶石来调整熟化电解质纯度。
5.粉碎与包装
电解质熟化后，取出，冷却，用球磨机进行粉碎，包装后代用或销售。

Claims (5)

1、一种再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：将铝电解生产过程中产生的工艺废料中的有价值成分氧化铝、氟化铝和氟化钠采用电化学方式提取出来，并将杂质成分分离出去，制成再生铝电解质，然后将再生铝电解质进行熟化处理，得到质量合格的铝电解质产品。
2、根据权利要求1所述的再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：所述工艺废料包括落地料、地沟清理料、烟道清理料、吸铝台包清理料、报废铝电解槽槽底和碳渣浮选料。
3、根据权利要求1或2所述的再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
a、工艺废料的收集，按照质量好坏进行分类、分级；
b、废料的预处理，包括破碎、筛分、磁选、烘干；
c、废料配比，预处理后的废料，按照所含成分进行配比，配料之后的主要化学成分如下：氧化铝(40～60％)，氟化盐(25～35％)，二氧化硅(3～7％)，氧化铁(2～5％)，碳(1～3％)，水份(2～8％)；
d、再生与熟化处理，将配好的废料在电解母槽，进行再生与熟化处理，提取有价值成分，去除杂质和水分，电解母槽的电压保持在4.5～5.0伏，温度保持在960～980度，通过添加火碱或纯碱来调整熟化电解质分子比，通过添加冰晶石来调整熟化电解质纯度；
e、电解质熟化后，取出冷却，粉碎包装即为合格成品。
4、根据权利要求3所述的再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：火碱或纯碱的添加比例为母槽中的电解质溶液质量的10～15％。
5、根据权利要求3所述的再生铝电解质及其熟化处理方法，其特征在于：冰晶石的添加比例为母槽中的电解质溶液质量的3～5％。
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