CN103407987A - 一种电解铝废料分离方法及电弧炉 - Google Patents

Abstract

一种电解铝废料分离方法，将电解铝废料通过电弧进行高温加热，把碳粉和其它成分分离，其它成分变成气体，从而得到高纯度碳粉，电解铝废料经过烘干预处理，也可以再经过破碎预处理，其它成分变成的气体通过收集、冷却的方式回收；一种用于电解铝废料分离的电弧炉，由炉体和炉衬组成，炉体中央上侧设有石墨电极，炉体内侧下端设有熔池，炉体外侧设有通过电极臂与石墨电极连接的电极升降机构，电解铝废料置于熔池中，熔池的上方安装有气体收集装置，气体收集装置连接抽气管道，抽气管道的中部安装有颗粒收集装置。该方法操作简单，既缩短了加热时间，又得到了高纯度碳粉。

Description

一种电解铝废料分离方法及电弧炉

技术领域

本发明涉及电解铝废料回收技术领域，特别是涉及一种电解铝废料分离方法及用于电解铝废料分离的电弧炉。

背景技术

进入21世纪，我国及世界的电解铝产量迅猛发展。据统计，2009年全球共生产电解铝3636万吨，其中，中国电解铝产量约占同期全球电解铝产量的35.64%；2011年，我国累计生产电解铝1806.17万吨，同比增长11.53%。

随着电解铝产量的增加，电解过程中产生的废料的产量也迅速增加。电解铝废料主要包括以含氟氧化铝为主的氧化铝脏料和托盘料、以氟化盐为主的火眼碳渣、以含碳素材料为主的阳极灰和阴极块。通常情况下，每生产1万吨电解铝将产生100吨废碳素材料、80吨废耐火材料及一定数量的保温材料。目前，我国电解铝行业每年产生的固体废料约为25万吨，并有200多万吨的积累堆存。

现有技术条件下，电解铝厂大多采用露天堆放或者直接土壤填埋的方法处理电解铝固体废料，不仅占用大量土地，而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物还会随雨水流入江河，污染地表水，渗入地下，污染土壤和地下水，对周围环境、人类健康和动植物生长造成极大危害。

CN 102992300 A于2013年3月27日公开了一种电解铝废阳极料渣高温煅烧方法：将电解铝废阳极料渣破碎、球磨，通过浮选，分离出碳粉，再经过磁选去除其中的含铁杂质，将碳粉通过煅烧炉进行煅烧，除去碳粉中的氟化盐和硫，得到高纯度碳粉。该方法将电解铝废阳极料渣回收的碳粉直接进行高温煅烧，减少了掺和沥青、焦油捏合、压型的工艺，且碳粉颗粒小，升温快，在煅烧炉中能够很快达到1700℃上的高温，使得硫和氟化盐气化而脱出，大大缩短煅烧时间，10-20分钟即可完成。该方法在电解铝废料分离中较其它公开技术有很大的改进，但仍然存在分离方法繁琐、加热时间长等问题。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是，克服现有技术的上述不足，提供一种电解铝废料分离方法，该方法操作简单，既缩短了加热时间，又得到了高纯度碳粉。

本发明所要解决的第二个技术问题是，提供一种实施上述方法的设备电弧炉。

本发明解决所述第一个技术问题采用的技术方案是：将电解铝废料通过电弧进行加热，把碳粉和其它成分分离，其它成分变成气体，从而得到高纯度碳粉。

进一步，所述电解铝废料经过烘干预处理。所述电解铝废料为火眼碳渣、阳极灰或阳极糊、阴极炭块或阴极糊。

进一步，所述电解铝废料经过破碎预处理。

进一步，其它成分变成气体通过收集、冷却的方式回收。所述其它成分变成气体为氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅产生的蒸气。

进一步，电弧的温度为3000℃~4000℃。氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅的沸点都低于3000℃，而碳粉的升华温度为4800℃，电解铝废料通过电弧高温处理后，得到高纯度碳粉。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是：一种用于电解铝废料分离的电弧炉，包括炉体、炉衬，所述炉体的中央上侧设有石墨电极，炉体内侧下端设有带出口的熔池，熔池下侧设有倾倒装置，炉体外侧设有通过电极臂与石墨电极连接的电极升降机构，还设有气体收集装置、抽气管道、颗粒收集装置、抽气机，所述气体收集装置设于熔池的上方，气体收集装置通过抽气管道与抽气机连接，所述抽气管道的中部安装有颗粒收集装置。

进一步，所述石墨电极设有三根。

本发明适用于铝电解产生的各种废料的分离方法，将电解铝废料直接利用电弧产生的高温进行加热，在很短的时间内，把温度提高到3000℃以上，远高于氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅的气化温度，减少了浮选、滋选、加还原剂等繁琐的工艺，操作简单，升温快，所得碳粉颗粒小，纯度高，可作为优质碳素原料使用。

附图说明

图1为本发明电弧炉的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

实施例1：本发明电弧炉实施例

参照图1，本电弧炉实施例包括炉体1、炉衬2，炉体1的中央上侧设有石墨电极3，炉体1内侧下端设有带出口41的熔池4，熔池4下侧设有倾倒装置5，炉体1外侧设有通过电极臂61与石墨电极3连接的电极升降机构6，还设有气体收集装置7、抽气管道8、颗粒收集装置9、抽气机10，气体收集装置7设于熔池4的上方，气体收集装置7通过抽气管道8与抽气机10连接，抽气管道8的中部安装有颗粒收集装置9。

石墨电极3设有三根。

工作时，将电解铝废料放入熔池4中，通过电极升降机构6调整熔池4与石墨电极3之间的距离，石墨电极3与熔池4之间产生温度为3000℃～4000℃的电弧，对电解铝废料进行加热，待分离出碳粉和其它成分后，将碳粉从出口41处输出进行回收，残留的碳粉可由倾倒装置5倒出，其它成分变成气体通过气体收集装置7，再经抽气管道8进入颗粒收集装置9冷却，冷却后由抽气机10抽出进行回收。

实施例2：本发明方法实施例

本发明的一种优选实施例，电弧炉如实施例1。

将电解铝废料放入电弧炉中，电解铝废料为火眼碳渣、阳极灰或阳极糊、阴极炭块或阴极糊之中的一种，开通电源，通过电弧进行3000℃~4000℃加热，把碳粉和其它成分分离，其它成分变成气体，从而得到高纯度碳粉。其中，其它成分变成气体为氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅产生的蒸气。

其它成分变成气体通过气体收集装置7和颗粒收集装置9进行收集冷却，最后由抽气机10抽出进行回收。

实施例3：本发明方法实施例

将电解铝废料放入耐高温的容器中，电解铝废料为火眼碳渣、阳极灰或阳极糊、阴极炭块或阴极糊之中的一种，容器的底部接地，电焊机的焊枪夹住一块碳棒，移动焊枪，使碳棒与容器中电解铝废料上表面保持一定的距离，让电弧产生，通过电弧进行3000℃~4000℃加热，在电弧的高温作用下，电解铝废料中的其它成分，主要为氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅变成气体，从而与电解铝废料中的碳粉分离，得到高纯度碳粉。

实施例4：本发明方法实施例

先将电解铝废料进行预处理，如烘干预处理或破碎预处理，也可以是先烘干预处理后再破碎预处理，再按实施例2或实施例3的方式进行电弧分离，得到高纯度碳粉。

实施例5：本发明方法实施例

电弧炉如实施例1。

将阳极灰或阳极糊300克，经破碎、烘干后放入电弧炉内，开通电源3分钟，分离出碳粉和氟化盐蒸气、氰化物蒸气、铁蒸气和硫蒸气，加热后的碳粉通过余热回收、冷却后，得到高纯度碳粉130克。

Claims (7)

1.一种电解铝废料分离方法，其特征在于，将电解铝废料通过电弧进行加热，把碳粉和其它成分分离，其它成分变成气体，从而得到高纯度碳粉。

2.如权利要求1所述的一种电解铝废料分离方法，其特征在于，所述电解铝废料经过烘干预处理。

3.如权利要求1或2所述的一种电解铝废料分离方法，其特征在于，所述电解铝废料经过破碎预处理。

4.如权利要求1或2所述的一种电解铝废料分离方法，其特征在于，所述其它成分变成气体通过收集、冷却的方式回收；所述其它成分变成气体为氟化物、氯化物、氰化物、硫、铁或硅产生的蒸气。

5.如权利要求1或2所述的一种电解铝废料分离方法，其特征在于，所述电弧的温度为3000℃~4000℃。

6.一种用于电解铝废料分离的电弧炉，包括炉体、炉衬，所述炉体的中央上侧设有石墨电极，炉体内侧下端设有带出口的熔池，熔池下侧设有倾倒装置，炉体外侧设有通过电极臂与石墨电极连接的电极升降机构，其特征在于，还设有气体收集装置、抽气管道、颗粒收集装置、抽气机，所述气体收集装置设于熔池的上方，气体收集装置通过抽气管道与抽气机连接，所述抽气管道的中部安装有颗粒收集装置。

7.如权利要求6所述的一种用于电解铝废料分离的电弧炉，其特征在于，所述石墨电极为三根。

Images