CN111364063B - 一种铝电解槽电解质提纯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽电解质提纯的方法，是将运行电解槽中的液体电解质转入保温桶中，待保温桶的温度降低，打开保温桶盖，冷却至室温，将凝固的电解质倒入破碎机内，分别用不同颗粒程度的排料口的破碎机进行分别破碎，最后的筛下物即为提纯后的电解质；还可以是在保温桶内插入金属物体，并缓慢的上下移动，待金属物体上凝结物的厚度达到一定厚度后，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物，反复重复直至保温桶中电解质的温度降低到一定温度后，桶内即为提纯后的电解质器内的温度控制，生产出不同分子比和杂质含量的电解质，从而达到提纯的目的；根据利用这种杂质成分在固体和熔体中溶解度的不同，通过对液态电解质容。
Description
技术领域
本发明属于铝电解槽电解质技术领域，具体涉及一种铝电解槽电解质提纯的方法。
背景技术
电解质是现行铝电解槽的溶剂，是铝电解反应的“血液”，担负着导电、溶解氧化铝、维持热平衡的重任。近年来随着氧化铝中杂质含量的增多，国内铝电解行业中普遍存在以锂盐、钾盐为代表的杂质含量快速富集的状况。随着杂质含量的上升，电解质温度降低、氧化铝溶解度降低、电解槽稳定性恶化导致铝电解生产运行出现困难，严重影响着电耗、阳极毛耗等关键指标的提升。因此开发一种经济可行的电解质提纯技术对提高铝电解厂家经济效益很有必要性和迫切性。
现有的改善电解质的方法可以分为替换法、稀释法、化学法三大类。替换法就是利用低杂质含量的电解质或者冰晶石将现有的电解质全部进行逐步更换，存在的不足是：1.费用高昂；2.替换后产生大量闲置的电解质块；3.如果氧化铝杂质没有降低，存在需周期性倒换的困难。稀释法就是用低杂质含量的氧化铝、电解质块、冰晶石缓慢的替代运行中的电解质，同样存在替换法的弊端。化学法是将凝固的电解质进行粉碎后添加其他化学试剂（如硫酸、稀盐酸等）和锂盐、钾盐等发生化学反应或者溶解，然后将浸出液和沉淀物分离，最后沉淀物经过干燥后返回铝电解槽中，其存在的不足是：1.带入其他杂质；2.设备投资大。如发明人为王维、陈位杰、刘海涛、韩超、刘海洋的发明专利公开号为CN108569711A的《从铝电解高锂电解质废弃物中提取锂盐制备碳酸锂的方法》专利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有铝电解槽中杂质含量尤其以锂盐、钾盐为代表的杂质含量快速富集导致电解生产出现困难的问题，提供了一种结构简单、经济可行的铝电解槽电解质提纯的方法。
为了满足上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：采用将电解质转入保温桶中降温凝固，待保温桶的温度降低至700-750℃时，将凝固的电解质破碎筛分，得到10-20mm筛下物即为提纯后的电解质。
上述铝电解槽电解质提纯的方法，其具体步骤如下：
步骤一、将运行电解槽中的液体电解质转入保温桶中降温凝固；
步骤二、待保温桶的温度降低至700-750℃时，打开保温桶冷却至室温，将凝固的电解质倒入破碎机内破碎筛分，得到10-20mm筛下物即为提纯后的电解质。
所述破碎筛分时先用50-80mm的破碎机进行破碎并第一次筛分；将第一次筛分的筛下物再利用排料口为30-40mm的破碎机进行破碎并第二次筛分；将第二次筛分筛下物再利用排料口为10-20mm的破碎机进行破碎并第三次筛分，得到的第三次筛下物即为提纯后的电解质。
所述电解质过热度为8-15℃。
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：采用将电解质转入保温桶中并插入金属物体降温凝固，降温凝固时上下移动金属物体，待金属物体上凝结物的厚度达到10-20mm时，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物后插入保温桶重复上述过程，直至保温桶中电解质的温度降低至860-880℃时取出金属物体，保温桶内即为提纯后的电解质。
所述金属物体为铁棒、铜棒或不锈钢棒。
所述金属物体的直径为50-100mm。
本发明的有益效果为：1、通过本发明利用这种杂质成分在固体和熔体中溶解度的不同，通过对液态电解质容器内的温度控制，生产出不同分子比和杂质含量的电解质，其提纯高锂钾电解质有投资少，运行成本低、流程短，绿色环保；2、本发明与置换法和稀释法相比，减少了外购电解质费用和置换出电解质闲置的问题；3、本发明只需将运行槽的液体电解质转注如保温桶中缓慢冷却，凝固后破碎筛分后即可加入运行电解槽中，达到现场持续优化的目的，相较置换法、稀释无需外购电解质块并能达到持续稀释的目的；解决了如果氧化铝不发生大的改善，电解质中的杂质持续富集，需要周期性的进行置换的问题；4、本发明充分利用了高温液体电解质的潜热，无需加热；保温桶等装置购置成本低，破碎系统现有电解铝厂都有、无需额外投资，因此设备投资费用低，运行成本低；5、与现有技术相比其有不需添加其他化学试剂、无溶解浸出设备、无后续的处理设备具有流程短、投资少、不带入其他杂质的优点。
具体实施方式
实施例1
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将液体电解质快速转注入直径50cm的双层厚度为5mm的铁质保温桶中，距上表面70%时盖上上盖做好密封逐渐降低保温桶内的温度凝固，待温度降低至700℃时打开上盖，进行通风冷却至室温，将凝固的电解质进行倾翻倒出至破碎机内，用排料口为50mm的破碎机进行破碎并第一次筛分，筛上物为高分子高杂质含量的电解质，将筛下物再利用排料口为30mm的破碎机进行破碎和第二次筛分，筛下物为中杂质含量的电解质，将筛下物再利用排料口为20mm的破碎机进行破碎筛分，筛下物为低分子比和杂质含量低的电解质，可供新电解槽启动装炉用，所述筛上物为高分子比和高杂质含量的电解质，可供外销。
实施效果：原电解质通过实施例1中的步骤后锂盐含量由6.20%降低到了5.30%。
实施例2
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将运行电解槽中的液体电解质快速转入保温桶中降温凝固，在降温凝固时在保温桶中插入直径为50mm的铁棒，并缓慢的上下移动；待金属物体上凝结物的厚度达到10mm时，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物；反复重复上述过程，直至保温桶中电解质的温度降低到880℃时，凝结物即为高杂质高分子比含量的电解质，将保温桶中电解质倾倒加入电解槽中，可供新电解槽启动装炉用，
实施效果：8002#电解槽通过实施例2中的步骤，将原有电解质中锂盐降低到5.40%，降低率达33%以上。
实施例3
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将液体电解质快速转注入直径50cm的双层厚度为5mm的铁质保温桶中，距上表面70%时盖上上盖做好密封逐渐降低保温桶内的温度，温度降低至750℃时打开上盖，进行通风冷却，将凝固的电解质进行倾翻倒出至破碎机内，用排料口为80mm的破碎机进行破碎并筛分，筛下物为低分子低杂质含量的电解质，将筛下物再利用排料口为40mm的破碎机进行破碎筛分，筛下物为中杂质含量的电解质；将筛下物再利用排料口为10mm的破碎机进行破碎筛分，筛下物为低分子比和杂质含量低的电解质，可供新电解槽启动装炉用，所述筛上物为高分子比和高杂质含量的电解质，可供外销。
实施效果：原电解质通过实施例3中的步骤后锂盐含量降低0.60%。
实施例4
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将运行电解槽中的液体电解质快速转入保温桶中，然后在保温桶中插入直径为70mm的铜棒，并缓慢的上下移动；待金属物体上凝结物的厚度达到20mm时，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物；反复重复上述过程，直至保温桶中电解质的温度降低到860℃时，将保温桶中电解质倾倒加入电解槽中，可供新电解槽启动装炉用，凝结物即为高杂质高分子比含量的电解质。
实施效果：8008#电解槽通过实施例4中的步骤，将原有电解质中锂盐降低到5.32%，降低率达33%以上。
| 电解质属性 | 槽号 | CaF2(%) | KF(%) | MR | MgF2 | LiF |
| 原电解质 | 8008 | 4.45 | 2.82 | 2.64 | 1.15 | 6.45 |
| 作业后电解质 | 8008 | 4.21 | 2.50 | 2.54 | 0.93 | 5.32 |
实施例5
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将液体电解质快速转注入直径50cm的双层厚度为5mm的铁质保温桶中，距上表面70%时盖上上盖做好密封逐渐降低保温桶内的温度，温度降低至730℃时打开上盖，进行通风冷却，将凝固的电解质进行倾翻倒出至破碎机内，用排料口为70mm的破碎机进行破碎并筛分，筛下物为低分子低杂质含量的电解质，将筛下物再利用排料口为35mm的破碎机进行破碎筛分，筛下物为中杂质含量的电解质；将筛下物再利用排料口为15mm的破碎机进行破碎筛分，筛下物为低分子比和杂质含量低的电解质，可供新电解槽启动装炉用，所述筛上物为高分子比和高杂质含量的电解质，可供外销。
实施效果：原电解质通过实施例5中的步骤后锂盐含量降低0.60%。
| 电解质属性 | 槽号 | CaF2(%) | KF(%) | MR | MgF2 | LiF |
| 原电解质 | 8069 | 4.38 | 3.01 | 2.75 | 0.89 | 6.23 |
| 作业后电解质 | 8069 | 4.18 | 2.60 | 2.58 | 0.64 | 5.88 |
实施例6
一种铝电解槽电解质提纯的方法，其工艺为：将运行电解槽中的液体电解质快速转入保温桶中，然后在保温桶中插入直径为100mm的不锈钢棒，并缓慢的上下移动；待金属物体上凝结物的厚度达到15mm时，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物；反复重复上述过程，直至保温桶中电解质的温度降低到870℃时，将保温桶中电解质倾倒加入电解槽中，可供新电解槽启动装炉用，凝结物即为高杂质高分子比含量的电解质。
实施效果：8008#电解槽通过实施例6中的步骤，将原有电解质中锂盐降低到5.53%，降低率达33%以上。
| 电解质属性 | 槽号 | CaF2(%) | KF(%) | MR | MgF2 | LiF |
| 原电解质 | 8008 | 4.50 | 2.91 | 2.53 | 1.09 | 6.42 |
| 作业后电解质 | 8008 | 4.19 | 2.48 | 1.99 | 0.89 | 5.53 |
Claims (8)
1.一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于其工艺为：采用将电解质转入保温桶中降温凝固，待保温桶的温度降低至700-750℃时，将凝固的电解质破碎筛分，得到10-20mm筛下物即为提纯后的电解质。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤一、将运行电解槽中的液体电解质转入保温桶中降温凝固；
步骤二、待保温桶的温度降低至700-750℃时，打开保温桶冷却至室温，将凝固的电解质倒入破碎机内破碎筛分，得到10-20mm筛下物即为提纯后的电解质。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于：所述破碎筛分时先用50-80mm的破碎机进行破碎并第一次筛分；将第一次筛分的筛下物再利用排料口为30-40mm的破碎机进行破碎并第二次筛分；将第二次筛分筛下物再利用排料口为10-20mm的破碎机进行破碎并第三次筛分，得到的第三次筛下物即为提纯后的电解质。
4.根据权利要求3所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于：所述电解质过热度为8-15℃。
5.一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于其工艺为：采用将电解质转入保温桶中并插入金属物体降温凝固，降温凝固时上下移动金属物体，待金属物体上凝结物的厚度达到10-20mm时，将金属物体取出并清理干净表面的凝结物后插入保温桶重复上述过程，直至保温桶中电解质的温度降低至860-880℃时取出金属物体，保温桶内即为提纯后的电解质。
6.根据权利要求5所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于：所述金属物体为铁棒、铜棒或不锈钢棒。
7.根据权利要求6所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于：所述金属物体的直径为50-100mm。
8.根据权利要求5或7所述的一种铝电解槽电解质提纯的方法，其特征在于：所述电解质过热度为8-15℃。
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