CN110040687A - 废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 - Google Patents
废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110040687A CN110040687A CN201810500249.7A CN201810500249A CN110040687A CN 110040687 A CN110040687 A CN 110040687A CN 201810500249 A CN201810500249 A CN 201810500249A CN 110040687 A CN110040687 A CN 110040687A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- waste
- reaction kettle
- carbon block
- cathode carbon
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 119
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 72
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 91
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 89
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 63
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims abstract description 54
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 claims abstract description 41
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 claims abstract description 41
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical compound [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 55
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 48
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 27
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 16
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 12
- UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N oxygen difluoride Chemical compound FOF UJMWVICAENGCRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000127 oxygen difluoride Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 10
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 claims description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 6
- 239000003518 caustics Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 229940053652 fluorinse Drugs 0.000 description 7
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- -1 and after drying Chemical compound 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 3
- XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N Cyanide Chemical compound N#[C-] XFXPMWWXUTWYJX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 2
- JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N oxalonitrile Chemical compound N#CC#N JMANVNJQNLATNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
- B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
- B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B7/00—Halogens; Halogen acids
- C01B7/19—Fluorine; Hydrogen fluoride
- C01B7/191—Hydrogen fluoride
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C3/00—Cyanogen; Compounds thereof
- C01C3/02—Preparation, separation or purification of hydrogen cyanide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D3/04—Chlorides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
- C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
- C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
Abstract
本发明公开了一种废旧阴极炭块处理系统，其包括给料机、破碎机、碱反应釜、一次烘干机、筛分机、酸反应釜、二次烘干机。废旧阴极炭块处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干。优点：通过碱溶浸可将废阴极炭块见水浸出的氟气体转化为氟化钠，经烘干后，氟化钠可进行回收利用；而废阴极炭块中固有的氟化钠以及氰化钠则可通过酸溶浸进行处理，得到的氢氟酸可作为强酸性腐蚀剂进行回收，而剩余的固体物料经加热烘干后可作为电极糊原料进行回收利用；经过上述过程可将废阴极炭块见水浸出的氟气体和废阴极炭块中固有的氟化钠、氰化钠彻底去除，避免二次污染。
Description
技术领域：
本发明涉及废旧阴极炭块处理技术领域，具体的说涉及一种废旧阴极炭块处理系统及其处理方法。
背景技术：
2017年国内电解铝产量3600万吨，每生产一吨电解铝会产生10Kg左右废阴极炭块，2017年会产生36万吨废阴极炭块。由于废阴极炭块含有固有氟化钠、氰化钠和部分见水浸出的氟气体，其中氰化物含量约为17.3mg/L、见水浸出的氟气体含量约为4000-11000mg/L，而国家排放标准(GB5085.1-2007)规定氟气体≤100mg/L、氰化物≤5mg/L；可见，废阴极炭块见水浸出的氟气体和废阴极炭块中固有的氰化钠排放量超过了国家规定的排放标准，被定为危险废物，不允许任意堆放处理；且将废阴极炭块直接堆放废弃，造成了物料在利用率低。现有废阴极炭块的处理方法以火法无害化处理和浮选湿法回收为主，但是，目前各处置工艺在无害化处理电解铝废阴极炭块过程中普遍存在处理成本较高、二次污染严重、再生物利用率低下等突出问题。
发明内容：
本发明的第一个目的在于提供一种提高再生物利用率的废旧阴极炭块处理系统。
本发明的第二个目的在于提供一种降低二次污染的废旧阴极炭块处理方法。
本发明的第一个目的由如下技术方案实施：废旧阴极炭块处理系统，其包括给料机、破碎机、碱反应釜、一次烘干机、筛分机、酸反应釜、二次烘干机，所述给料机的出料口与所述破碎机的进料口连通，所述破碎机的出料口通过皮带输送机与所述碱反应釜的进料口连通；所述碱反应釜的出料口通过管路与所述一次烘干机的进料口连通，所述一次烘干机的出料口与所述筛分机的进料口连通；所述筛分机的筛上物出料口通过输送机与所述酸反应釜的进料口连通，所述酸反应釜的出料口与所述二次烘干机的进料口连通；所述碱反应釜和所述酸反应釜的排气口均与废气净化塔的进气口连通。
进一步的，所述破碎机包括一级破碎机和二级破碎机，所述一级破碎机的出料口通过皮带输送机与所述二级破碎机的进料口连通。
进一步的，所述一级破碎机和所述二级破碎机均为颚式破碎机。
本发明的第二个目的由如下技术方案实施：废旧阴极炭块处理方法，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干；具体过程如下：
(1)破碎
通过给料机将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎为粒度小于30mm的废料；
(2)碱溶浸
将废料送入碱反应釜中，并向碱反应釜中添加氢氧化钠溶液，将碱反应釜的釜内温度控制在65℃-80℃，搅拌20min-30min，使废料见水浸出的氟气与氢氧化钠溶液反应得到氟化钠溶液和氟气二氟化氧气体，碱反应釜排出的氟气二氟化氧气体送入废气净化塔进行净化处理；
(3)一次烘干
将步骤(2)碱溶浸后碱反应釜中的氟化钠和剩余的物料(浸出氟气之后剩余的物料)送入一次烘干机中烘干得到氟化钠粉末和一次废料；
(4)筛分
将步骤(3)中一次烘干机排出的氟化钠粉末和一次废料的混合物送入筛分机，氟化钠粉末经筛分机的筛下物出料口排出，一次废料经筛分机的筛上物出料口排出；
(5)酸溶浸
将步骤(4)筛分得到的一次废料送入酸反应釜中，并向酸反应釜中添加盐酸溶液，将酸反应釜的内部温度控制在70℃-90℃，搅拌25min-40min，废料内部的固有氟化钠和氰化钠与盐酸溶液反应得到氟化氢液体、氯化钠粉末和氰化氢气体，其中，氰化氢气体送入废气净化塔进行净化处理；
(6)二次烘干
将步骤(5)酸溶浸后酸反应釜内的氟化氢液体直接排出，将酸反应釜内的氯化钠粉末以及酸溶浸后剩余的二次废料送入二次烘干机中进行烘干，制得电极糊原料。
进一步的，所述步骤(1)破碎包括两次破碎，即先将通过给料机将废旧阴极炭块送入一级破碎机中破碎成粒度为50mm-100mm的中间物料，再用二级破碎机将中间物料破碎为粒度小于30mm的废料。
进一步的，在所述步骤(2)碱溶浸中，氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L-3mol/L。
进一步的，在所述步骤(5)酸溶浸中，盐酸溶液的浓度为1.5mol/L-2.5mol/L。
本发明的优点：整个系统结构简单，操作方便，通过碱溶浸可将废阴极炭块见水浸出的氟气体转化为氟化钠，经烘干后，氟化钠可进行回收利用，而废阴极炭块中固有的氟化钠以及氰化钠则可通过酸溶浸进行处理，得到的氢氟酸可作为强酸性腐蚀剂进行回收，而剩余的固体物料经加热烘干后可作为电极糊原料进行回收利用；经过上述过程可将废阴极炭块见水浸出的氟气体和废阴极炭块中固有的氟化钠、氰化钠彻底去除，避免二次污染，同时，处理过程中产生的液体和固体均可进行回收利用，提高再生物的利用率；利用本发明公开的方法对废旧阴极炭块进行处理，每处理一吨可产生3000元的收益，以铝厂年产1万吨废阴极炭块为例，则废旧阴极炭块处理的年收益可达3000万元，收益显著。
附图说明：
图1为实施例1的整体结构示意图。
给料机1、碱反应釜3、一次烘干机4、筛分机5、酸反应釜6、二次烘干机7、皮带输送机8、一级破碎机9、二级破碎机10、废气净化塔11。
具体实施方式：
实施例1：如图1所示，废旧阴极炭块处理系统，其包括给料机1、破碎机、碱反应釜3、一次烘干机4、筛分机5、酸反应釜6、二次烘干机7，给料机1的出料口与破碎机的进料口连通，破碎机的出料口通过皮带输送机8与碱反应釜3的进料口连通；碱反应釜3的出料口通过管路与一次烘干机4的进料口连通，一次烘干机4的出料口与筛分机5的进料口连通；筛分机5的筛上物出料口通过输送机与酸反应釜6的进料口连通，酸反应釜6的出料口与二次烘干机7的进料口连通；碱反应釜3和酸反应釜6的排气口均与废气净化塔11的进气口连通。
破碎机包括一级破碎机9和二级破碎机10，一级破碎机9的出料口通过皮带输送机8与二级破碎机10的进料口连通，一级破碎机9和二级破碎机10均为颚式破碎机。
工作原理：通过给料机1将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎；将破碎后的废阴极炭块送入碱反应釜3中，并向碱反应釜3中添加氢氧化钠，将碱反应釜3的釜内温度控制在65℃-80℃，搅拌20min-30min，进而将废阴极炭块见水浸出的氟气体全部转化为二氟化氧气体和氟化钠液体；将碱反应釜3排出的混合物送入一次烘干机4中制得氟化钠粉末和废阴极炭块；将一次烘干机4排出的物料送入筛分机5，氟化钠粉末经筛分机5的筛下物出料口排出，废阴极炭块经筛分机5的筛上物出料口排出；将筛上物出料口排出的废阴极炭块送入酸反应釜6中，并向酸反应釜6中添加盐酸，将酸反应釜6的内部温度控制在70℃-90℃，搅拌25min-40min，通过盐酸可去除物料中的氟化钠和氰化钠，酸反应釜6排出的液体即氢氟酸可作为强酸性腐蚀剂回收，酸反应釜6排出的固体物料送入二次烘干机7中进行烘干，制得电极糊原料；上述过程中碱反应釜3和酸反应釜6的排出的气体均送入废气净化塔11进行净化处理。
实施例2：利用实施例1中的废旧阴极炭块处理系统进行的废旧阴极炭块处理方法，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干；具体过程如下：
(1)破碎
通过给料机1将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎为粒度小于30mm的废料；
步骤(1)破碎包括两次破碎，即先将通过给料机1将废旧阴极炭块送入一级破碎机9中破碎成粒度为50mm的中间物料，再用二级破碎机10将中间物料破碎为粒度小于30mm的废料；通过两级破碎，可提高阴极炭块破碎的均匀度，进而便于破碎后的物料与碱性溶液均匀接触，提高反应效果；
(2)碱溶浸
将废料送入碱反应釜3中，并向碱反应釜3中添加氢氧化钠溶液，将碱反应釜3的釜内温度控制在80℃，搅拌20min；
碱溶浸主要是处理废料即废阴极炭块见水浸出的氟气体，使废料见水浸出的氟气与氢氧化钠溶液反应得到氟化钠溶液和氟气二氟化氧气体，反应釜排出的氟气二氟化氧气体送入废气净化塔11进行净化处理；化学反应式如下：
2F2+2NaOH＝＝＝2NaF+OF2+H2O
在步骤(2)碱溶浸中，氢氧化钠溶液的浓度为2mol/；
(3)一次烘干
将步骤(2)碱溶浸后碱反应釜3中的氟化钠溶液和剩余的物料(即见水浸出氟气体后的废料)送入一次烘干机4中烘干得到氟化钠粉末和一次废料(即见水浸出氟气体后剩余的废料)；
(4)筛分
将步骤(3)中一次烘干机4排出的氟化钠粉末和一次废料的混合物送入筛分机5，氟化钠粉末经筛分机5的筛下物出料口排出，氟化钠可直接作为氧化物被回收利用；一次废料经筛分机5的筛上物出料口排出；
(5)酸溶浸
将步骤(4)筛分得到的一次废料送入酸反应釜6中，并向酸反应釜6中添加盐酸溶液，将酸反应釜6的内部温度控制在90℃，搅拌25min；
酸溶浸主要是处理废阴极炭块中固有的氟化钠及氰化钠，废料内部的固有氟化钠和氰化钠与盐酸溶液反应得到氟化氢液体、氯化钠粉末和氰化氢气体，其中，氰化氢气体送入废气净化塔11进行净化处理；
化学反应式如下：
NaF+HCl＝HF+NaCl
NaCN+HCl＝HCN+NaCl
在步骤(5)酸溶浸中，盐酸是浓度为1.5mol/L的盐酸；
(6)二次烘干
将步骤(5)酸溶浸后酸反应釜6中的氟化氢液体直接排出，可直接作为强酸性腐蚀剂进行回收利用；将酸反应釜6内的氯化钠粉末以及酸溶浸后剩余的二次废料送入二次烘干机7中进行烘干，制得电极糊原料，作为阴极炭块原料进行回收利用；该二次废料是指酸溶浸后剩余的固体废料；
实施例3：利用实施例1中的废旧阴极炭块处理系统进行的废旧阴极炭块处理方法，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干；具体过程如下：
(1)破碎
通过给料机1将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎为粒度小于30mm的废料；
步骤(1)破碎包括两次破碎，即先将通过给料机1将废旧阴极炭块送入一级破碎机9中破碎成粒度为80mm的中间物料，再用二级破碎机10将中间物料破碎为粒度小于30mm的废料；通过两级破碎，可提高阴极炭块破碎的均匀度，进而便于破碎后的物料与碱性溶液均匀接触，提高反应效果；
(2)碱溶浸
将废料送入碱反应釜3中，并向碱反应釜3中添加氢氧化钠溶液，将碱反应釜3的釜内温度控制在70℃，搅拌25min；
碱溶浸主要是处理废料即废阴极炭块见水浸出的氟气体，使废料见水浸出的氟气与氢氧化钠溶液反应得到氟化钠溶液和氟气二氟化氧气体，反应釜排出的氟气二氟化氧气体送入废气净化塔11进行净化处理；化学反应式如下：
2F2+2NaOH＝＝＝2NaF+OF2+H2O
在步骤(2)碱溶浸中，氢氧化钠溶液的浓度为2.5/L；
(3)一次烘干
将步骤(2)碱溶浸后碱反应釜3中的氟化钠溶液和剩余的物料(即见水浸出氟气体后的废料)送入一次烘干机4中烘干得到氟化钠粉末和一次废料(即见水浸出氟气体后剩余的废料)；
(4)筛分
将步骤(3)中一次烘干机4排出的氟化钠粉末和一次废料的混合物送入筛分机5，氟化钠粉末经筛分机5的筛下物出料口排出，氟化钠可直接作为氧化物被回收利用；一次废料经筛分机5的筛上物出料口排出；
(5)酸溶浸
将步骤(4)筛分得到的一次废料送入酸反应釜6中，并向酸反应釜6中添加盐酸溶液，将酸反应釜6的内部温度控制在80℃，搅拌30min；
酸溶浸主要是处理废阴极炭块中固有的氟化钠及氰化钠，废料内部的固有氟化钠和氰化钠与盐酸溶液反应得到氟化氢液体、氯化钠粉末和氰化氢气体，其中，氰化氢气体送入废气净化塔11进行净化处理；
化学反应式如下：
NaF+HCl＝HF+NaCl
NaCN+HCl＝HCN+NaCl
在步骤(5)酸溶浸中，盐酸是浓度为2mol/L的盐酸；
(6)二次烘干
将步骤(5)酸溶浸后酸反应釜6中的氟化氢液体直接排出，可直接作为强酸性腐蚀剂进行回收利用；将酸反应釜6内的氯化钠粉末以及酸溶浸后剩余的二次废料送入二次烘干机7中进行烘干，制得电极糊原料，作为阴极炭块原料进行回收利用；该二次废料是指酸溶浸后剩余的固体废料；
实施例4：利用实施例1中的废旧阴极炭块处理系统进行的废旧阴极炭块处理方法，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干；具体过程如下：
(1)破碎
通过给料机1将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎为粒度小于30mm的废料；
步骤(1)破碎包括两次破碎，即先将通过给料机1将废旧阴极炭块送入一级破碎机9中破碎成粒度为100mm的中间物料，再用二级破碎机10将中间物料破碎为粒度小于30mm的废料；通过两级破碎，可提高阴极炭块破碎的均匀度，进而便于破碎后的物料与碱性溶液均匀接触，提高反应效果；
(2)碱溶浸
将废料送入碱反应釜3中，并向碱反应釜3中添加氢氧化钠溶液，将碱反应釜3的釜内温度控制在65℃，搅拌30min；
碱溶浸主要是处理废料即废阴极炭块见水浸出的氟气体，使废料见水浸出的氟气与氢氧化钠溶液反应得到氟化钠溶液和氟气二氟化氧气体，反应釜排出的氟气二氟化氧气体送入废气净化塔11进行净化处理；化学反应式如下：
2F2+2NaOH＝＝＝2NaF+OF2+H2O
在步骤(2)碱溶浸中，氢氧化钠溶液的浓度为3mol/L；
(3)一次烘干
将步骤(2)碱溶浸后碱反应釜3中的氟化钠溶液和剩余的物料(即见水浸出氟气体后的废料)送入一次烘干机4中烘干得到氟化钠粉末和一次废料(即见水浸出氟气体后剩余的废料)；
(4)筛分
将步骤(3)中一次烘干机4排出的氟化钠粉末和一次废料的混合物送入筛分机5，氟化钠粉末经筛分机5的筛下物出料口排出，氟化钠可直接作为氧化物被回收利用；一次废料经筛分机5的筛上物出料口排出；
(5)酸溶浸
将步骤(4)筛分得到的一次废料送入酸反应釜6中，并向酸反应釜6中添加盐酸溶液，将酸反应釜6的内部温度控制在70℃，搅拌40min；
酸溶浸主要是处理废阴极炭块中固有的氟化钠及氰化钠，废料内部的固有氟化钠和氰化钠与盐酸溶液反应得到氟化氢液体、氯化钠粉末和氰化氢气体，其中，氰化氢气体送入废气净化塔11进行净化处理；
化学反应式如下：
NaF+HCl＝HF+NaCl
NaCN+HCl＝HCN+NaCl
在步骤(5)酸溶浸中，盐酸是浓度为2.5mol/L的盐酸；
(6)二次烘干
将步骤(5)酸溶浸后酸反应釜6中的氟化氢液体直接排出，可直接作为强酸性腐蚀剂进行回收利用；将酸反应釜6内的氯化钠粉末以及酸溶浸后剩余的二次废料送入二次烘干机7中进行烘干，制得电极糊原料，作为阴极炭块原料进行回收利用；该二次废料是指酸溶浸后剩余的固体废料；
经过上述过程可将废阴极炭块见水浸出的氟气及废阴极炭块中固有的氟化钠及氰化钠彻底去除，避免二次污染，同时，处理过程中产生的液体和固体均可进行回收利用，提高再生物的利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.废旧阴极炭块处理系统，其特征在于，其包括给料机、破碎机、碱反应釜、一次烘干机、筛分机、酸反应釜、二次烘干机，所述给料机的出料口与所述破碎机的进料口连通，所述破碎机的出料口通过皮带输送机与所述碱反应釜的进料口连通；所述碱反应釜的出料口通过管路与所述一次烘干机的进料口连通，所述一次烘干机的出料口与所述筛分机的进料口连通；所述筛分机的筛上物出料口通过输送机与所述酸反应釜的进料口连通，所述酸反应釜的出料口与所述二次烘干机的进料口连通；所述碱反应釜和所述酸反应釜的排气口均与废气净化塔的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的废旧阴极炭块处理系统，其特征在于，所述破碎机包括一级破碎机和二级破碎机，所述一级破碎机的出料口通过皮带输送机与所述二级破碎机的进料口连通。
3.根据权利要求2所述的废旧阴极炭块处理系统，其特征在于，所述一级破碎机和所述二级破碎机均为颚式破碎机。
4.废旧阴极炭块处理方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)破碎；(2)碱溶浸；(3)一次烘干；(4)筛分；(5)酸溶浸；(6)二次烘干；具体过程如下：
(1)破碎
通过给料机将废旧阴极炭块送入破碎机中，将废旧阴极炭块破碎为粒度小于30mm的废料；
(2)碱溶浸
将废料送入碱反应釜中，并向碱反应釜中添加氢氧化钠溶液，将碱反应釜的釜内温度控制在65℃-80℃，搅拌20min-30min，使废料见水浸出的氟气与氢氧化钠溶液反应得到氟化钠溶液和氟气二氟化氧气体，碱反应釜排出的氟气二氟化氧气体送入废气净化塔进行净化处理；
(3)一次烘干
将步骤(2)碱溶浸后碱反应釜中的氟化钠和剩余的物料送入一次烘干机中烘干得到氟化钠粉末和一次废料；
(4)筛分
将步骤(3)中一次烘干机排出的氟化钠粉末和一次废料的混合物送入筛分机，氟化钠粉末经筛分机的筛下物出料口排出，一次废料经筛分机的筛上物出料口排出；
(5)酸溶浸
将步骤(4)筛分得到的一次废料送入酸反应釜中，并向酸反应釜中添加盐酸溶液，将酸反应釜的内部温度控制在70℃-90℃，搅拌25min-40min，废料内部的固有氟化钠和氰化钠与盐酸溶液反应得到氟化氢液体、氯化钠粉末和氰化氢气体，其中，氰化氢气体送入废气净化塔进行净化处理；
(6)二次烘干
将步骤(5)酸溶浸后酸反应釜内的氟化氢液体直接排出，将酸反应釜内的氯化钠粉末以及酸溶浸后剩余的二次废料送入二次烘干机中进行烘干，制得电极糊原料。
5.根据权利要求4所述的废旧阴极炭块处理方法，其特征在于，所述步骤(1)破碎包括两次破碎，即先将通过给料机将废旧阴极炭块送入一级破碎机中破碎成粒度为50mm-100mm的中间物料，再用二级破碎机将中间物料破碎为粒度小于30mm的废料。
6.根据权利要求4所述的废旧阴极炭块处理方法，其特征在于，在所述步骤(2)碱溶浸中，氢氧化钠溶液的浓度为2mol/L-3mol/L。
7.根据权利要求4所述的废旧阴极炭块处理方法，其特征在于，在所述步骤(5)酸溶浸中，盐酸溶液的浓度为1.5mol/L-2.5mol/L。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810500249.7A CN110040687B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810500249.7A CN110040687B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110040687A true CN110040687A (zh) | 2019-07-23 |
| CN110040687B CN110040687B (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=67273206
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810500249.7A Active CN110040687B (zh) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | 废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110040687B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101386017A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-03-18 | 东北大学 | 一种酸碱联合法处理铝电解废旧阴极炭块的方法 |
| CN101804996A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-18 | 北京矿冶研究总院 | 一种从电解铝废阴极炭块中回收氟化钠的方法 |
| CN102146570A (zh) * | 2011-02-26 | 2011-08-10 | 王建军 | 一种铝电解槽废阴极炭块生产铝用阳极的方法 |
| WO2017031798A1 (zh) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 一种处理及回收铝电解固体废料的装置 |
| CN107162061A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-15 | 中南大学 | 一种铝电解槽废旧阴极炭块的碱浸出液、酸浸出液以及粉煤灰的联合处理方法 |
| CN107857263A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-30 | 国家电投集团远达环保催化剂有限公司 | 一种超声波碱浸和加压酸浸联合处理电解铝废阴极炭块的方法 |
| CN208279313U (zh) * | 2018-05-23 | 2018-12-25 | 刘基建 | 废旧阴极炭块处理系统 |
-
2018
- 2018-05-23 CN CN201810500249.7A patent/CN110040687B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101386017A (zh) * | 2008-10-17 | 2009-03-18 | 东北大学 | 一种酸碱联合法处理铝电解废旧阴极炭块的方法 |
| CN101804996A (zh) * | 2010-04-02 | 2010-08-18 | 北京矿冶研究总院 | 一种从电解铝废阴极炭块中回收氟化钠的方法 |
| CN102146570A (zh) * | 2011-02-26 | 2011-08-10 | 王建军 | 一种铝电解槽废阴极炭块生产铝用阳极的方法 |
| WO2017031798A1 (zh) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 沈阳北冶冶金科技有限公司 | 一种处理及回收铝电解固体废料的装置 |
| CN107162061A (zh) * | 2017-05-15 | 2017-09-15 | 中南大学 | 一种铝电解槽废旧阴极炭块的碱浸出液、酸浸出液以及粉煤灰的联合处理方法 |
| CN107857263A (zh) * | 2017-11-28 | 2018-03-30 | 国家电投集团远达环保催化剂有限公司 | 一种超声波碱浸和加压酸浸联合处理电解铝废阴极炭块的方法 |
| CN208279313U (zh) * | 2018-05-23 | 2018-12-25 | 刘基建 | 废旧阴极炭块处理系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110040687B (zh) | 2024-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11773467B2 (en) | Method and system for processing rare earth concentrate ore | |
| CN110436498B (zh) | 一种再生铝熔炼末端二次铝灰中回收高纯氧化铝的方法 | |
| CN107653378A (zh) | 一种废旧镍钴锰锂离子电池中有价金属的回收方法 | |
| CN110127649B (zh) | 一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法 | |
| CN108486376A (zh) | 一种浸出废旧锂离子电池正极材料中金属的方法 | |
| CN107017444A (zh) | 一种废旧磷酸铁锂电池中金属回收的方法 | |
| CN107282598A (zh) | 一种铝电解槽废弃阴极炭块的回收利用方法 | |
| NO822958L (no) | Fremgangsmaate ved gjenvinning av metallbestanddeler fra blyakkumulatorer. | |
| Yang et al. | A closed-circuit cycle process for recovery of carbon and valuable components from spent carbon cathode by hydrothermal acid-leaching method | |
| CN108588420A (zh) | 一种废铅酸蓄电池湿法回收铅的方法 | |
| CN104878210B (zh) | 一种铜阳极泥分银渣湿法浸出铅的方法 | |
| CN212247228U (zh) | 一种基于电解制氢技术的含盐废水回收再利用装置 | |
| CN103060567B (zh) | 一种处理废旧锂离子电池正极片提取有价金属的方法 | |
| CN110218859A (zh) | 中温隧道式固态活化提取废脱硝催化剂有价元素的方法 | |
| CN106521169B (zh) | 一种含银铅渣综合回收的方法 | |
| CN107140727A (zh) | 一种湿法炼锌过程中排放含氯废水净化的方法 | |
| CN208279313U (zh) | 废旧阴极炭块处理系统 | |
| CN107475538A (zh) | 用柠檬酸和硫代硫酸钠回收废旧钴酸锂电池正极材料中有价金属的方法 | |
| CN102102150B (zh) | 一种从废旧马口铁分离锡并制备二氧化锡的方法 | |
| CN113072089A (zh) | 一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的方法 | |
| CN107267784B (zh) | 处理稀土精矿的系统 | |
| CN107364880B (zh) | 一种从电解铝废槽衬中回收氟的方法及系统 | |
| CN110040687A (zh) | 废旧阴极炭块处理系统及其处理方法 | |
| CN106048651A (zh) | 一种电解金属锰的生产方法 | |
| CN107313073A (zh) | 一种铝电解槽废旧阴极内衬堆浸处理方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |