CN109499729A - 一种铝电解槽废阴极的粉碎方法 - Google Patents

一种铝电解槽废阴极的粉碎方法 Download PDF

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Abstract

一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，主要应用于电解铝固废资源处理技术领域，含破碎、筛分、粗磨、配料、精磨等主要步骤。应用本发明方法处理铝电解槽废阴极，不会出现物料卡死和弹飞问题，在精磨钱加入助剂，能很好的克服石墨自润滑效应带来的难以磨细和不够均匀的问题，可以快速的将电解铝废阴极粉碎至粒径小于200目，均匀性好的粉末，处理效率高，效果好，并能够同时分离出铝片和铁渣等杂质，为之后电解铝废阴极无害化和资源化处理工序提供了必要的条件。

Description

一种铝电解槽废阴极的粉碎方法
技术领域
本发明属于电解铝固废资源处理技术领域，具体涉及一种铝电解槽废阴极的粉碎方法。
背景技术
在铝电解生产过程中，铝电解槽废阴极是不可避免的固体废弃物，我国是电解铝生产大国，每年会产出大量的铝电解槽废阴极，造成了严重的环境污染和炭质资源的浪费。
目前，业内针对铝电解槽废阴极的处理和利用开展了大量的研究，处理的第一步是对铝电解槽废阴极进行粉碎，粉碎的效果会直接对后续处理工艺产生影响。现一般采取颚式破碎机破碎-干磨磨粉工艺对铝电解槽废阴极进行粉碎，但破碎时容易出现机器卡死和物料弹出的问题，同时，由于废阴极部分石墨化产生自润滑效应，物料研磨至50-100目就难以再继续磨细，大大增加了后续浮选、浸出工艺难度，不利于对铝电解槽废阴极的进一步无害化处理和资源再利用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种铝电解槽废阴极的粉碎方法。
本发明采用的技术方案为：
一种电解铝废阴极破碎和磨粉的方法，按以下步骤进行：
(1)破碎
铝电解槽废阴极物料，粒径<700mm，通过给料装置送入破碎装置，制成粒径<50mm破碎料；
(2)筛分
破碎料进入筛分装置，通过振动筛，筛分成粗、中、细三种粒度，粗颗粒物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，中颗粒通过出口2进入粗磨装置进行粗磨，细颗粒通过出口3进入混料装置；
(3)粗磨
中颗粒物料进入粗磨装置，研磨成20-100目的粉末；
(4)混料
在混料装置中加入强碱溶液和次氯酸钠，与物料混合均匀，控制物料与强碱溶液质量比为1:4-6；
(5)精磨
混合后的物料送入精磨装置，研磨到粒度小于200目即可。
优选的，步骤(1)中破碎装置为重锤厢破碎机。
优选的，步骤(2)中粗颗粒物料粒径>30mm，中颗粒物料粒径为10mm-30mm，细颗粒物料粒径<10mm。
优选的，步骤(4)中强碱溶液的质量浓度为10-15％。
优选的，步骤(4)中强碱溶液为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液。
优选的，步骤(4)中次氯酸钠的加入量为物料的0.5-2％。
优选的，粗磨装置为雷蒙磨，精磨装置为湿式球磨机。
本发明的有益效果为：
本发明采用重锤厢式二合一破碎装置对废阴极物料进行破碎，有效的避免了传统颚式破碎机卡死与物料弹出的问题，再经过粗磨和精磨进行粉碎，在精磨前加入碱性试剂，破坏废阴极中碳与电解质粘连结构，同时克服废阴极部分炭被石墨化导致的自润滑现象，使铝电解槽废阴极可以快速的粉碎成200目以下的均匀粉末，本发明方法粉碎铝电解槽废阴极产能高、能耗少，效果好，为后续铝电解槽废阴极无害化和资源再利用处理提供了有利的条件。
附图说明
图1为铝电解槽废阴极粉碎方法的流程图。
具体实施方式
实施例1
某厂铝电解槽废阴极物料，人工筛选，控制粒径小于700mm，按照图1的铝电解槽废阴极粉碎流程进行处理。
(1)铝电解槽废阴极物料，通过振动给料机送入破碎装置，破碎装置为重锤厢式破碎机，将物料破碎成粒径<50mm，废阴极中残留的铝单质被破碎机重锤敲击成铝片，富集后人工分拣去除；
(2)经过重锤厢式破碎机破碎后的物料进入筛分装置筛分，筛分装置内设置有上下两层筛网，上层筛网孔径为30×30mm，下层筛网孔径为10×10mm，粒径>30mm的物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，粒径10mm-30mm物料通过筛分装置出口2进入粗磨装置进行粗磨，粒径<10mm的物料通过筛分装置出口3进入混料装置；
(3)粗磨装置选用雷蒙磨，通过设置的变频风机筛选，物料研磨到20-100目即可，难磨物料(碳化物、氮化物)和其他杂质(不能被磨成粉的铝和铁等)下沉于磨环和磨辊下方由排渣口排出；
(4)在混料槽中加入质量分数为10％的NaOH水溶液(或NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液)，碱液的质量为混料槽中物料质量的6倍，同时加入物料重量0.5％次氯酸钠，搅拌均匀，；
(5)与碱液混匀的物料进入湿式球磨机，研磨1小时，物料即被研磨至200目以下。
实施例2
某厂铝电解槽废阴极物料，人工筛选控制粒径小于700mm，按照图1的铝电解槽废阴极粉碎流程进行处理。
(1)铝电解槽废阴极物料，通过振动给料机送入破碎装置，破碎装置为重锤厢式破碎机，将物料破碎成粒径粒径<50mm，废阴极中残留的铝单质被破碎机重锤敲击成铝片，富集后人工分拣去除；
(2)经过重锤厢式破碎机破碎后的物料进入筛分装置筛分，筛分装置内设置有上下两层筛网，上层筛网孔径为30×30mm，下层筛网孔径为10×10mm，粒径>30mm的物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，粒径10mm-30mm物料通过筛分装置出口2进入粗磨装置进行粗磨，粒径<10mm的物料通过筛分装置出口3进入混料装置；
(3)粗磨装置选用雷蒙磨，通过设置的变频风机筛选，物料研磨到20-100目即可，难磨物料(碳化物、氮化物)和其他杂质(不能被磨成粉的铝和铁等)下沉于磨环和磨辊下方由排渣口排出；
(4)在混料槽中加入质量分数为20％的KOH水溶液(或NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液)，碱液的质量为混料槽中物料质量的4倍，同时加入物料重量1％次氯酸钠，搅拌均匀；
(5)与碱液混匀的物料进入湿式球磨机，研磨1小时，物料即被研磨至200目以下。
实施例3
某厂铝电解槽废阴极物料，人工筛选控制粒径小于700mm，按照图1的铝电解槽废阴极粉碎流程进行处理。
(1)铝电解槽废阴极物料，通过振动给料机送入破碎装置，破碎装置为重锤厢式破碎机，将物料破碎成粒径<50mm，废阴极中残留的铝单质被破碎机重锤敲击成铝片，富集后人工分拣去除；
(2)经过重锤厢式破碎机破碎后的物料进入筛分装置筛分，筛分装置内设置有上下两层筛网，上层筛网孔径为30×30mm，下层筛网孔径为10×10mm，粒径>30mm的物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，粒径10mm-30mm物料通过筛分装置出口2进入粗磨装置进行粗磨，粒径<10mm的物料通过筛分装置出口3进入混料装置；
(3)粗磨装置选用雷蒙磨，通过设置的变频风机筛选，物料研磨到20-100目即可，难磨物料(碳化物、氮化物)和其他杂质(不能被磨成粉的铝和铁等)下沉于磨环和磨辊下方由排渣口排出；
(4)在混料槽中加入质量分数为12％的Na2CO3水溶液(或NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液)，碱液的质量为混料槽中物料质量的5倍，同时加入物料重量2％次氯酸钠，搅拌均匀；
(5)与碱液混匀的物料进入湿式球磨机，研磨1小时，物料即被研磨至200目以下。
实施例4
某厂铝电解槽废阴极物料，人工筛选控制粒径小于700mm，按照图1的铝电解槽废阴极粉碎流程进行处理。
(1)铝电解槽废阴极物料，通过振动给料机送入破碎装置，破碎装置为重锤厢式破碎机，将物料破碎成粒径<50mm，废阴极中残留的铝单质被破碎机重锤敲击成铝片，富集后人工分拣去除；
(2)经过重锤厢式破碎机破碎后的物料进入筛分装置筛分，筛分装置内设置有上下两层筛网，上层筛网孔径为30×30mm，下层筛网孔径为10×10mm，粒径>30mm的物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，粒径10mm-30mm物料通过筛分装置出口2进入粗磨装置进行粗磨，粒径<10mm的物料通过筛分装置出口3进入混料装置；
(3)粗磨装置选用雷蒙磨，通过设置的变频风机筛选，物料研磨到20-100目即可，难磨物料(碳化物、氮化物)和其他杂质(不能被磨成粉的铝和铁等)下沉于磨环和磨辊下方由排渣口排出；
(4)在混料槽中加入质量分数为10％的Ca(OH)2水溶液(或NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液)，碱液的质量为混料槽中物料质量的6倍，同时加入物料重量0.5％次氯酸钠，搅拌均匀；
(5)与碱液混匀的物料进入湿式球磨机，研磨1小时，物料即被研磨至200目以下。
实施例5
某厂铝电解槽废阴极物料，人工筛选控制粒径小于700mm，按照图1的铝电解槽废阴极粉碎流程进行处理。
(1)铝电解槽废阴极物料，通过振动给料机送入破碎装置，破碎装置为重锤厢式破碎机，将物料破碎成粒径<50mm，废阴极中残留的铝单质被破碎机重锤敲击成铝片，富集后人工分拣去除；
(2)经过重锤厢式破碎机破碎后的物料进入筛分装置筛分，筛分装置内设置有上下两层筛网，上层筛网孔径为30×30mm，下层筛网孔径为10×10mm，粒径>30mm的物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，粒径10mm-30mm物料通过筛分装置出口2进入粗磨装置进行粗磨，粒径<10mm的物料通过筛分装置出口3进入混料装置；
(3)粗磨装置选用雷蒙磨，通过设置的变频风机筛选，物料研磨到20-100目即可，难磨物料(碳化物、氮化物)和其他杂质(不能被磨成粉的铝和铁等)下沉于磨环和磨辊下方由排渣口排出；
(4)在混料槽中加入质量分数为18％的K2CO3水溶液(或NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液)，碱液的质量为混料槽中物料质量的5倍，同时加入物料重量2％次氯酸钠，搅拌均匀；
(5)与碱液混匀的物料进入湿式球磨机，研磨1小时，物料即被研磨至200目以下。
表1鄂式破碎-干磨工艺与本发明工艺处理效果对比表

Claims (7)

1.一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于，按以下步骤进行：
(1)破碎
铝电解槽废阴极物料，粒径<700mm，通过给料装置送入破碎装置，制成粒径<50mm破碎料；
(2)筛分
破碎料进入筛分装置，通过振动筛，筛分成粗、中、细三种粒度，粗颗粒物料通过筛分装置出口1返至破碎装置再次破碎，中颗粒通过出口2进入粗磨装置进行粗磨，细颗粒通过出口3进入混料装置；
(3)粗磨
中颗粒物料进入粗磨装置，研磨成20-100目的粉末；
(4)混料
在混料装置中加入强碱溶液和次氯酸钠，与物料混合均匀，控制物料与强碱溶液质量比为1:4-6；
(5)精磨
混合后的物料送入精磨装置，研磨到粒度小于200目即可。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：步骤(1)中破碎装置为重锤厢破碎机。
3.据权利要求1所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：步骤(2)中粗颗粒物料粒径>30mm，中颗粒物料粒径为10mm-30mm，细颗粒物料粒径<10mm。
4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：步骤(4)中强碱溶液的质量百分浓度为10-20％。
5.根据权利要求1或4所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：步骤(4)中强碱溶液为NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、CaO、Ca(OH)2的一种或多种水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：步骤(4)中次氯酸钠的加入量为物料的0.5-2％。
7.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废阴极的粉碎方法，其特征在于：粗磨装置为雷蒙磨，精磨装置为湿式球磨机。
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