CN101514026A - 电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法 - Google Patents

电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法 Download PDF

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cryolite
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皇甫根利
刘海霞
张运祥
刘晓霞
李永青
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Abstract

本发明公开了一种电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，具体包括以下步骤：对电解铝含氟废渣进行浮选，再与氢氟酸在20～90℃的温度下搅拌反应1～6小时，过滤后对滤饼进行洗涤、干燥得到冰晶石。本发明的方法的优点在于：1)将含氟废渣开发回收优质冰晶石，避免其污染环境和造成大量的氟资源浪费；2)采用价格低廉的含氟废渣为原料，而且氢氟酸可循环使用，提纯成本低；3)经提纯后所生成的冰晶石产品质量达国标要求，能满足铝电解生产要求。

Description

电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法
技术领域
本发明涉及一种电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，属于铝金属冶炼技术领域。
背景技术
目前，绝大多数的氟化盐产品都是以萤石(主要成分CaF2)为原料生产的，萤石的蕴藏量十分有限，作为发展原子能工业的重要战略资源，各国都非常重视对萤石资源的保护，随着世界范围内萤石资源的日益匮乏、价格的不断攀升，导致无机氟化工行业寻求其它氟资源成为必然趋势。
冰晶石是一种碱金属的氟铝酸盐，也称氟铝酸钠，其分子式为Na3AlF6，作为一种化工产品，主要用于冶炼金属铝的助熔剂，还可作农作物的杀虫剂，搪瓷乳白剂，玻璃和搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂，树脂橡胶的耐磨填充剂，还可用于铁合金和沸腾钢的生产。随着铝工业的迅猛发展，它的潜在市场份额逐步增加，对质量的要求也越来越高。
电解铝生产过程中，为保证正常的生产，必须使电解槽中的电解液保持合理的高度和洁净度，因此需要将过多的电解液抽出和打捞漂浮在电解液上部的固体，这些固体在经过冷凝后就变成了含氟废渣。据测算生产一吨铝会产出10.2公斤的含氟废渣，其含30％以上的冰晶石，1％左右的氧化铝，1％左右的氧化钙，其余为沥青炭粒、石墨碳素、碳化铝和硅铁氧化物以及其它不可避免的杂质，氧化铝熔点高，启动设备后很难熔化，造成电解质浑浊不清晰，影响电解铝正常生产。这些含氟废渣中杂质含量过高，通过简单的提纯不能达到返回用于电解铝的标准，只能采取堆砌的方式进行处理，这样既对环境造成了污染，同时还会造成对氟资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用铝厂电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，提高冰晶石的利用率，防止氟资源的浪费
为了实现以上目的，本发明所采取的技术方案是：一种电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，以电解铝含氟废渣和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品。
该方法具体包括如下步骤：
1)将电解铝含氟废渣进行浮选；
2)向浮选后的含氟废渣中加入其质量2～8倍的氢氟酸，在20～90℃的温度下搅拌反应1～6小时；
3)反应完毕后过滤，将滤饼进行水洗、干燥即得到冰晶石。
步骤2)中所述氢氟酸的质量浓度为5～40％。
步骤2)中所述搅拌反应为密闭搅拌反应。
对步骤3)中过滤所得到的滤液和洗涤滤饼的洗液分别收集循环使用。
本发明的方法对电解铝含氟废渣进行浮选处理后，检测到废渣中冰晶石的含量为90％左右，并且还含有5％左右的Al和Al2O3，不能直接回收；用氢氟酸与含氟废渣中的Al和Al2O3反应将其转化为AlF3，AlF3再与溶解在氢氟酸中的氟化钠结合形成冰晶石，提高了浮选后废渣中的冰晶石含量，使得本发明处理后所生成的冰晶石产品质量达国标要求，能满足铝电解生产要求，其质量分析结果如表1所示。
表1利用本发明所得到的冰晶石产品的质量分析结果
本发明的方法的优点在于：1)将含氟废渣开发回收优质冰晶石，避免其污染环境和造成大量的氟资源浪费；2)采用价格低廉的含氟废渣为原料，而且氢氟酸可循环使用，提纯成本低；3)经提纯后所生成的冰晶石产品质量达国标要求，能满足铝电解生产要求。
具体实施方式
实施例1
本实施例的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法包括以下步骤：
1)将电解铝含氟废渣进行浮选；
2)向浮选后的含氟废渣中加入其质量2倍的质量浓度为25％的氢氟酸，在20℃的温度下密闭搅拌反应6小时；
3)反应结束后过滤，将滤饼进行水洗、干燥即得到冰晶石；将滤液收集循环使用用于制备冰晶石；将洗液收集循环使用用于洗涤滤饼。
实施例2
本实施例的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法包括以下步骤：
1)将电解铝含氟废渣进行浮选；
2)向浮选后的含氟废渣中加入其质量5倍的质量浓度为40％的氢氟酸，在55℃的温度下密闭搅拌反应3.5小时；
3)反应结束后过滤，将滤饼进行水洗、干燥即得到冰晶石；将滤液收集循环使用用于制备冰晶石；将洗液收集循环使用用于洗涤滤饼。
实施例3
本实施例的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法包括以下步骤：
1)将电解铝含氟废渣进行浮选；
2)向浮选后的含氟废渣中加入其质量8倍的浓度为5％的氢氟酸，在90℃的温度下密闭搅拌反应1小时；
3)反应结束后过滤，将滤饼进行水洗、干燥即得到冰晶石；将滤液收集循环使用用于制备冰晶石；将洗液收集循环使用用于洗涤滤饼。

Claims (5)

1、一种电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，其特征在于：以电解铝含氟废渣和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品。
2、根据权利要求1所述的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
1)将电解铝含氟废渣进行浮选；
2)向浮选后的含氟废渣中加入其质量2～8倍的氢氟酸，在20～90℃的温度下搅拌反应1～6小时；
3)反应完毕后过滤，将滤饼进行水洗、干燥即得到冰晶石。
3、根据权利要求2所述的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，其特征在于：步骤2)中所述氢氟酸的质量浓度为5～40％。
4、根据权利要求2所述的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，其特征在于：步骤2)中所述搅拌反应为密闭搅拌反应。
5、根据权利要求2所述的电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法，其特征在于：对步骤3)中过滤所得到的滤液和洗涤滤饼的洗液分别收集循环使用。
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