CN101798691B - 一种回收铝电解槽废阴极的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铝电解领域，公开了一种回收铝电解槽废阴极的方法，包括如下步骤：1)清理废阴极碳块表面粘连的耐火材料、保温材料；2)将废阴极碳块破碎成1～6mm的颗粒；3)采用上述破碎后的废阴极碳块颗粒通过焦粒焙烧启动法对大修后的电解槽进行预焙；4)回收预焙后的残留颗粒；5)分离残留颗粒中的灰分；6)将回收的残留颗粒作为氟化盐返铝电解槽使用。适用于铝电解槽的预热、废阴极的回收，通过预热过程碳氧化、氰化物分解，回收的残留颗粒电解质含量大于80％，能够直接返电解槽使用，操作简单、回收率高、能源浪费小、成本低，碳素材料、氟化盐均能达到有效回收。

Description

一种回收铝电解槽废阴极的方法

技术领域

本发明涉及铝电解领域，尤其是涉及一种回收铝电解槽废阴极的方法。

背景技术

对于一个年产10万吨的电解铝厂，每年废旧阴极炭块排放量约为2000～3000吨，长期以来，国内外主要采用深埋处理，由于废阴极中的氟化物与氰化物渗入地下水中，污染水源，对周边动植物有很大危害，影响自然生态平衡。对废阴极碳块进行无害化处理和资源化利用，解决废槽衬对环境的危害，已成为业界共识，而且成为国家发改委、国家环保总局重点支持的方向。

上述无害化处理也就是对废阴极中氟化物、氰化物等电解质的的无害化，而资源化利用也就是对电解质主要指氟化盐的回收利用。目前，少量企业采用沸腾炉焙烧法、泡沫浮选法对废阴极进行处理，焙烧法主要利用燃烧取出碳而保留电解质，而浮选法则主要利用石墨与电解质之间表面性质的不同进行分离。但废阴极碳块中碳含量大致为60～70％，采用焙烧法回收废阴极碳块中的碳作为燃料，燃烧产生的热量很难达到回收，造成浪费，且焙烧法对温度控制要求严格，目前多处于试验性质；而采用浮选法回收，无法处理氰化物，回收形成的废水包括大量有机捕获剂、调节剂、气泡剂以及溶解在其中的氰化物等，处理困难。同时由于废阴极碳块中碳含量高，回收效率低，能源浪费大，因此采用焙烧法、浮选法进行回收的成本均较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、回收率高、能源浪费小、低成本的回收铝电解槽废阴极的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种回收铝电解槽废阴极的方法，包括如下步骤：1)清理废阴极碳块表面粘连的耐火材料、保温材料；2)将废阴极碳块破碎成1～6mm的颗粒；3)采用上述破碎后的废阴极碳块颗粒通过焦粒焙烧启动法对大修后的电解槽进行预焙；4)回收预焙后的残留颗粒；5)分离残留颗粒中的灰分；6)将回收的残留颗粒作为氟化盐返铝电解槽使用。

本发明的有益效果是：电解槽在投入运行之前，必须先要预热，预热温度至900℃以上，预热时间在70～80小时。预热过程中，废阴极碳块中的大部分碳氧化，氰化物高温分解，少量氟化物分解，预热过程中产生的气体通过电解槽烟气处理系统进行无害化处理；预热后回收的颗粒在除去灰分后，电解质即氟化盐含量大于80％，能够直接作为氟化盐返铝电解槽使用。采用废阴极碳块破碎颗粒代替煅后焦颗粒进行电解槽预焙，节省了资源，进一步降低了成本。煅后焦在使用前同样需要进行破碎，因此相较于现有的预焙方法，仅增加了废阴极的表面清理步骤。相较于现有的回收方法，本回收方法无需增加设备，不会导致流程复杂化。因此操作简单、回收率高、能源浪费小、成本低，碳素材料、氟化盐均能达到有效回收。

进一步的，所述步骤6)之前、步骤5)之后设置有步骤a)将回收的预焙后废阴极碳块颗粒中的氟化盐进行提纯。

进一步的，所述步骤a)通过600℃以上的灼烧进行提纯。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明。

本发明的一种回收铝电解槽废阴极的方法，包括如下步骤：1)清理废阴极碳块表面粘连的耐火材料、保温材料；2)将废阴极碳块破碎成1～6mm的颗粒；3)采用上述破碎后的废阴极碳块颗粒通过焦粒焙烧启动法对大修后的电解槽进行预焙；4)回收预焙后的残留颗粒；5)分离残留颗粒中的灰分；6)将回收的残留颗粒作为氟化盐返铝电解槽使用。

电解槽在投入运行之前，必须先要预热，其目的在于加热阳极和阳极周围的固体电解质料，以及加热阴极，使阴极碳块之间的炭糊烧结，预热温度至900℃以上，预热时间在70～80小时，以利于电解槽下一步启动生产工作。国内外90％以上的铝企业采用炭粒预热法对电解槽进行预热焙烧，其中所采用的炭粒为煅烧后的石油焦粒或煅后焦粒加石墨粉。其中煅后焦粒与石墨粉的电阻率要求在300～500μΩ/m范围内，已求达到电解槽平稳预热的基本要求。

根据焦粒焙烧启动法对煅后焦颗粒粒度的要求，本发明通过回收废阴极碳块并将其破碎成1～6mm的破碎颗粒，从而替代煅后焦应用于电解槽预热生产中，破碎后的废阴极炭块粒电阻率一股为300～400μΩ/m。预热过程中，废阴极碳块中的大部分碳氧化消耗掉，氰化物高温分解，少量氟化物分解，预热过程中产生的气体通过电解槽烟气处理系统进行无害化处理；预热后回收的残留颗粒在除去灰分后，电解质即氟化盐含量大于80％，能够直接作为氟化盐返铝电解槽使用。采用废阴极碳块破碎颗粒代替煅后焦颗粒进行电解槽预焙，节省了资源，进一步降低了成本。煅后焦在使用前同样需要进行破碎，因此相较于现有的预焙方法，仅增加了废阴极的表面清理步骤。相较于现有的回收方法，本回收方法无需增加设备，不会导致流程复杂化。因此操作简单、回收率高、能源浪费小、成本低，碳素材料、氟化盐均能达到有效回收，推广价值大。

预热后回收的残留颗粒在除去灰分后，电解质含量大于80％，其余部分为碳，石墨材料在电解槽内衬、阴极、阳极中均有使用，因此是可以接受的。但为了进一步保证电解的稳定进行，使得回收电解质成分更为接近商品电解质，进一步的对残留颗粒中的电解质进行提纯，在所述步骤6)之前、步骤5)之后设置有步骤a)将回收的预焙后废阴极碳块颗粒中的氟化盐进行提纯。

由于氰化物已经基本分解完全，大部分碳也已经氧化消耗掉，因此无论采用何种方法进行进一步的提纯，相较于直接对废阴极进行回收，难度都大大降低，能源、材料使用大大减少，操作简化，成本降低。但最好的，所述步骤a)通过600℃以上的灼烧进行提纯，该方法操作最为简单，灼烧时间根据初始的电解质含量及目标含量确定，具体操作方法与现有浮选法分离得到的浮选电解质灼烧方法类似。

Claims (3)

1.一种回收铝电解槽废阴极的方法，包括如下步骤：1)清理废阴极碳块表面粘连的耐火材料、保温材料；2)将废阴极碳块破碎成1～6mm的颗粒；3)采用上述破碎后的废阴极碳块颗粒通过焦粒焙烧启动法对大修后的电解槽进行预焙；4)回收预焙后的残留颗粒；5)分离残留颗粒中的灰分；6)将回收的残留颗粒作为氟化盐返铝电解槽使用。

2.如权利要求1所述的一种回收铝电解槽废阴极的方法，其特征是：所述步骤6)之前、步骤5)之后设置有步骤a)将回收的预焙后废阴极碳块颗粒中的氟化盐进行提纯。

3.如权利要求2所述的一种回收铝电解槽废阴极的方法，其特征是：所述步骤a)通过600℃以上的灼烧进行提纯。