CN115710643B - 一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,属于铝电解工业固体废弃物回收技术领域。该方法将废弃铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀破碎、磨细、筛分,获得细粉,加水调浆,加入浮选药剂进行浮选,获得两种成分比例不同的矿渣,一种是冰晶石含量高的尾矿渣R1,另一种氧化铝含量高的精矿渣R2;分别对两种矿渣进行不同条件的铝盐浸出,过滤分离所得滤渣均为氧化铝;将所得含氟、铝离子的滤液进行加碱中和、过滤、焙烧处理,获得冶金级氟化铝产品。本发明可综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀,不仅实现其氧化铝的有效分离,且氟、铝资源可完全资源化,处理过程无二次污染物产生,得到的产品可继续返回铝工业,形成资源大循环。
Description
技术领域
本发明涉及一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,属于铝电解工业固体废弃物回收技术领域。
背景技术
多年来,现有电解铝产能不断增长,铝电解槽内产生的固体废弃物越来越多。电解铝阳极覆盖料是一种冰晶石/氧化铝基的覆盖料,用来保护阳极,维持热量平衡,保证电解槽平稳运行。阳极覆盖料在实际生产中基本不会被循环使用,这是由于在更换阳极过程会带出大量铝电解质混合在覆盖料中,因而导致电解铝厂废弃的阳极覆盖料不断累积,亟需回收处理。
铝电解生产中,原料氧化铝通进入电解槽后,在电解质中不能完全溶解且不参与生成炉帮时,就会在电解槽炉底部生成沉淀。如果未能及时处理,炉底软沉淀会因周围环境、温度变化的影响而发生相变。过多的沉淀物对阴极有很大的危害,一方面它随流体流动而磨损阴极,影响电解槽的寿命,另一方面使阴极上电流分布不均匀,电解槽槽电压不稳定,增加电耗。因此,铝电解生产过程中要定期取出沉积的炉底沉淀以保证电解槽正常运行。
阳极覆盖料与炉底沉淀的主要成分均为氧化铝和冰晶石,以及少量的氟化钙、氟化镁、氟化钾等物质。随着现有电解铝产能逐年增加,这两类废弃物被大量堆积存放,不仅危害环境,占用空间,而且又造成氧化铝、氟和铝资源的浪费。
迄今为止,对于铝电解工业产生的废旧阴极和废旧电解质固体废弃物研究较多,但对于铝电解阳极覆盖料及炉底沉淀的综合回收利用并没有过多的研究报道。专利CN109876929A公开了一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法,该方法利用捕收剂、抑制剂以及碱性溶液调整剂经过多级浮选实现覆盖料中氧化铝和冰晶石的部分分离富集,但该方法仅限于对二者的分离,分离效率较不明显,且对于覆盖料中的氟和铝资源没有进行有效利用,没有实现覆盖料的资源完全化利用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
为了解决现有技术的铝电解废旧阳极覆盖料及炉底沉淀大量堆积并资源化利用的问题,本发明提供一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,具体涉及一种联合浮选技术和铝离子盐溶液浸出法,实现铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀中的氧化铝与冰晶石的高效分离,以及其中所含氟、铝元素的完全资源化。
(二)技术方案
为了达到上述目的,本发明采用的主要技术方案包括:
一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,其包括以下步骤:
S1、将废弃铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉;
S2、将阳极覆盖料及炉底沉淀细粉加水调浆,加入浮选药剂进行浮选分离,粗略地分离,按主要成分氧化铝和冰晶石含量的不同获得两种成分比例不同的矿渣,一种是冰晶石含量高的尾矿渣R1,另一种氧化铝含量高的精矿渣R2;浮选后,将二者分别过滤并干燥备用;
S3、将步骤S2得到的尾矿渣R1和精矿渣R2分别进行不同条件的铝盐浸出,分别过滤分离获得滤渣与滤液;
S4、将S3中获得的两个滤液混合并进行加碱中和,中和反应产生沉淀,将溶液进行过滤,获得二次滤渣和二次滤液;
S5、将步骤S4所得的二次滤渣经水洗过滤,获得洗渣和洗水,洗渣经烘干,焙烧获得到氟化铝产品;
S6、将步骤S4所得二次滤液经多次循环使用后,进行蒸发结晶处理得到硫酸钠、硝酸钠或者氯化钠产品。
如上所述的方法,优选地,在步骤S1中,得到的废弃阳极覆盖料及炉底沉淀细粉的粒度为200目以下。
如上所述的方法,优选地,在步骤S2中,加水按细粉与水以质量比为1:1-1:4混合调浆,所用的浮选药剂包括捕收剂和抑制剂,捕收剂为十二胺,椰油胺、十八胺、混合胺或N,N-二甲基癸酰胺中的一种或几种的组合;抑制剂为羧甲基纤维素钠或亚甲基双萘磺酸钠的一种或两种组合。
如上所述的方法,优选地,在步骤S1中,以细粉的重量为基准,抑制剂的用量为100-500g/t,捕收剂的用量为60-160g/t。
如上所述的方法,优选地,在步骤S3中,尾矿渣R1的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.8mol/L-1.5mol/L的硫酸铝、硝酸铝或氯化铝溶液,铝离子盐溶液与尾矿渣R1按照4:1-10:1的质量比加入,浸出时间2h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)为1-3进行加入,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子盐溶液中铝的摩尔量。
如上所述的方法,优选地,在步骤S3中,精矿渣R2的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.5mol/L-1.3mol/L的硫酸铝、硝酸铝或氯化铝溶液,铝离子盐溶液与精矿渣R2按照4:1-8:1的质量比加入,浸出时间3h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)为1-3进行加入,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子盐溶液中铝的摩尔量。
如上所述的方法,优选地,在步骤S3中,过滤分离得到的滤渣均为氧化铝,滤液均为含氟、铝溶液。
如上所述的方法,优选地,步骤S4加碱中和过程中所使用的碱液为0.5mol/L-5.0mol/L的氢氧化钠或者碳酸钠溶液,反应温度95℃,实时监测溶液酸碱度,待酸碱度即pH稳定于到4.0-7.0时停止加碱液。
如上所述的方法,优选地,在步骤S5中,烘干的洗渣通入氟化氢气体或加入经焙烧可分解出氟化氢气体且不引入杂质离子的化学药剂,在300-600℃下进行保温焙烧2-6h,进一步地,所述化学药剂为氟化铵、氟化氢铵、四氟铝酸铵、五氟铝酸铵、六氟铝酸铵等等中的一种或几种。
(三)有益效果
本发明的有益效果是:
本发明提供的一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,能有效分离废旧阳极覆盖料及炉底沉淀中的氧化铝,同时使其所含的氟和铝资源再次实现资源化利用,使高危固体废弃物无害化和资源化,同时得到氟化铝用于铝电解工业,解决铝电解工业亟待解决的环境问题,适合在工业生产中进行应用推广。
本发明提供的方法中,使用的药剂均成本低廉,易购买,且资源回收利用率高,操作简单,获得产品均可返回工业使用。因此,本发明为高效综合处理铝电解阳极覆盖料及炉底沉淀提供一种经济可行的方法。
附图说明
图1为高效综合处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明将阳极覆盖料和炉底沉淀细粉,通过第一步浮选工艺,初步粗略地分离二者按主要成分氧化铝和冰晶石,获得两种氧化铝和冰晶石成分比例不同的矿渣,一种是冰晶石含量高的尾矿渣R1,另一种氧化铝含量高的精矿渣R2;随后,分别对两种矿渣进行不同条件的铝盐浸出,过滤分离所得滤渣均为氧化铝;最后,将所得含氟、铝离子的滤液进行高温中和、过滤、焙烧,获得冶金级氟化铝产品。
具体的,如图1所示,其包括如下步骤:
S1、将废弃铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝;
S2、将阳极覆盖料和炉底沉淀细粉配水调浆,依次加入浮选药剂:捕收剂和抑制剂进行浮选分离,粗略地分离二者,按主要成分氧化铝和冰晶石,获得两种成分比例不同的矿渣,一种是冰晶石含量高的尾矿渣R1,另一种氧化铝含量高的精矿渣R2,浮选后,将二者分别过滤并干燥备用;
S3、将步骤S2得到的两种矿渣进行不同条件的铝盐浸出L1工序和铝盐浸出L2工序,分别过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣为氧化铝;
S4、将S3中获得的两个滤液混合并进行加碱中和,中和反应产生沉淀,将溶液进行过滤;
S5、将步骤S4所得滤渣经水洗过滤,洗渣经烘干,焙烧获得到氟化铝产品。
S6、将步骤S4所得滤液经多次循环使用后,进行蒸发结晶处理得到无机钠盐产品。
在本发明S2步骤中借助浮选机设备的充气搅拌作用,导致矿浆中空气弥散而形成大量气泡,矿化气泡由浮选槽下部上升到矿浆面形成矿化饱沫层,使氧化铝易于粘附到泡沫上,利用浮选设备自带的刮板将其刮出而成为精矿渣R2;而冰晶石留在浮选槽内,成为尾矿渣R1。也就是采用泡沫浮选法对阳极覆盖料及炉底沉淀中的冰晶石和氧化铝进行初次粗略分离,优选使用十二胺,椰油胺、十八胺、混合胺或N,N-二甲基癸酰胺中的一种或几种作为捕收剂,以增加氧化铝的疏水性,使阳极覆盖料及炉底沉淀中的冰晶石富集在尾矿渣R1中,而氧化铝富集在精矿渣R2中;浮选后,将二者分别过滤并干燥。
在本发明中,优选地,对两种矿渣R1、R2进行不同条件的铝盐浸出,主要是针对尾矿渣R1与精矿渣R2所含的氧化铝和冰晶石成分比例不同,矿渣R1的冰晶石含量在50%~55%,氧化铝含量低于≤40%,精矿渣R2的冰晶石含量≤40%,氧化铝含量在45%~55%。
在本发明中,优选地,所述尾矿渣R1的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.8mol/L-1.5mol/L,铝离子盐溶液与尾矿渣R1按照4:1-10:1的质量比加入,浸出时间2h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)在1~3加入,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量。
在本发明中,所述浸出条件为上述范围时,有利于使尾矿渣R1中的冰晶石等氟化物充分转移至溶液,使尾矿渣R1中的氧化铝留在渣中,同时在反应中没有杂质沉淀。
在本发明中,优选地,所述精矿渣R2的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.5mol/L-1.3mol/L,铝离子盐溶液与矿渣R2按照4:1-8:1的质量比加入,浸出时间3h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)在1~3加入,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子盐溶液中铝的摩尔量。优选地,所述浸出条件为上述范围时,有利于使精矿渣R2中的冰晶石等氟化物充分转移至溶液,使精矿渣R2中的氧化铝留在渣中,同时确保在反应过程中没有杂质沉淀。
在本发明中,所述中和过程使用的氢氧化钠或碳酸钠溶液浓度为0.5mol/L-5.0mol/L。在本发明中,含氟、铝滤液与上述浓度的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液时即可实现对滤液中的氟和铝进行沉淀。
在本发明中,所述烘干的洗渣需通入氟化氢气体进行焙烧。在本发明中,所述通入氟化氢能够使中和后的洗渣转化为氟化铝。
在本发明中,上述技术方案所述浮选后的尾矿渣R1和精矿渣R2与含铝离子溶液混合进行盐浸、混和中和液与碱溶液混合进行沉淀反应、中和渣与氟化氢气体焙烧转化为氟化铝,反应机理如式(I)~式(IV)所示:(I)
(II)
(III)AlFx 3-x+(3-x)OH-=AlFx(OH)3-x(x=1-3)↓
(IV)AlFx(OH)3-x+(3-x)HF↑=AlF3+(3-x)H2O↑
为了更好的解释本发明,以便于理解,下面结合附图,通过具体实施方式,对本发明作详细描述,下面实施例中的g/t中的每吨都是按废弃铝电解阳极覆盖料或炉底沉淀的重量来计。
实施例1
将废弃铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下。将铝电解槽中废弃的铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀渣进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下(二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝)。粉料与水以质量比为1:1.5混合调浆,并按200g/t加入抑制剂亚甲基双萘磺酸钠,按100g/t加入捕收剂十二胺,分离得到冰晶石含量为50%,氧化铝含量40%的尾矿渣R1和另一种氧化铝含量为45%,冰晶石含量为40%的精矿渣R2;
将尾矿渣R1在90℃,1.2mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为4:1,充分搅拌反应2h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于3,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;将精矿渣R2在90℃,1.0mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为8:1,充分搅拌反应3h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于1.5,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;浸出结束分别进行过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣均为氧化铝,二者滤液混合后在95℃加入1.0mol/L氢氧化钠溶液中和处理并实时监测溶液酸碱度,待溶液酸碱度稳定于到6.0时停止加碱,随后过滤获得二次滤液和二次滤渣,二次滤渣经三次水洗过滤,即得洗渣,将所得的洗渣烘干后,通入氟化氢气体在450℃下保温焙烧5h,获得到氟化铝产品,用于铝电解工业,二次滤液和洗水均返回工艺流程循环使用。二次滤液多次循环后待其中的无机钠盐趋于饱和时将其蒸发结晶处理。
实施例2
将铝电解槽中废弃的铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀渣进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下,二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝。粉料与水以质量比为1:2.0混合调浆,并按200g/t加入抑制剂亚甲基双萘磺酸钠,按80g/t加入捕收剂十二胺,利用浮选设备自带的刮板分离得到冰晶石含量50.3%,氧化铝含量35%的尾矿渣R1和另一种氧化铝含量47.5%,冰晶石含量37.5%的精矿渣R2;
将尾矿渣R1在90℃,1.0mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为6:1,充分搅拌反应2h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于2.5,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;将精矿渣R2在80℃,1.2mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为4:1,充分搅拌反应3h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于2.2,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;浸出结束分别进行过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣均为氧化铝,二者滤液混合后在95℃加入1.5mol/L氢氧化钠溶液中和处理并实时监测溶液酸碱度,待溶液酸碱度稳定于到7.0时停止加碱,随后过滤获得二次滤液和二次滤渣,二次滤渣经三次水洗过滤,所得洗渣烘干后,通入氟化氢气体在450℃下保温焙烧4h焙烧获得到氟化铝产品,用于铝电解工业,滤液和洗水均返回工艺流程循环使用。二次滤液多次循环后待其中的无机钠盐趋于饱和时将其蒸发结晶处理。
实施例3
将铝电解槽中废弃的铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀渣进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下,二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝。粉料与水以质量比为1:2.5混合调浆,并按400g/t加入抑制剂羧甲基纤维素钠,按160g/t加入捕收剂N,N-二甲基癸酰胺剂,分离得到)冰晶石含量55%,氧化铝含量35%的尾矿渣R1和另一种氧化铝含含量52%,冰晶石含量35%的精矿渣R2;
将尾矿渣R1在90℃,0.8mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为8:1,充分搅拌反应2h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于2.5,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;将精矿渣R2在60℃,0.6mol/L铝离子浓度的硫酸铝溶液中以液矿比为6:1,充分搅拌反应3h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于2.8,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;浸出结束分别进行过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣均为氧化铝,二者滤液混合后在95℃加入2.0mol/L氢氧化钠溶液中和处理并实时监测溶液酸碱度,待溶液酸碱度稳定于到5.0时停止加碱,随后过滤,获得二次滤液和二次滤渣,二次滤渣经三次水洗过滤,所得洗渣烘干后,通入氟化氢气体在400℃下保温焙烧5h焙烧获得到氟化铝产品,用于铝电解工业,滤液和洗水均返回工艺流程循环使用。二次滤液多次循环后待其中的无机钠盐趋于饱和时将其蒸发结晶处理。
实施例4
将铝电解槽中废弃的铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀渣进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下,二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝。粉料与水以质量比为1:3.0混合调浆,并按200g/t加入抑制剂亚甲基双萘磺酸钠,按80g/t加入捕收剂十二胺,分离得到冰晶石含量50%,氧化铝含量35%的尾矿渣R1和另一种氧化铝含量47%,冰晶石含量37%的精矿渣R2;
将尾矿渣R1在90℃,1.4mol/L铝离子浓度的硝酸铝溶液中以液矿比为8:1,充分搅拌反应2h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于1.3,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;将精矿渣R2在60℃,0.5mol/L铝离子浓度的硝酸铝溶液中以液矿比为8:1,充分搅拌反应3h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于2.6,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;浸出结束分别进行过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣均为氧化铝,二者滤液混合后在95℃加入2.5mol/L氢氧化钠溶液中和处理并实时监测溶液酸碱度,待溶液酸碱度稳定于到4.0时停止加碱,随后过滤,滤渣经三次水洗过滤,所得洗渣烘干后,通入氟化氢气体在500℃下保温焙烧4h焙烧获得到氟化铝产品,用于铝电解工业,滤液和洗水均返回工艺流程循环使用。二次滤液多次循环后待其中的无机钠盐趋于饱和时将其蒸发结晶处理。
实施例5
将铝电解槽中废弃的铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀渣进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉,粒度在200目以下。二者原料的主要组成均为冰晶石和氧化铝。粉料与水以质量比为1:4.0混合调浆,并按200g/t加入抑制剂亚甲基双萘磺酸钠,按80g/t加入捕收剂十二胺,分离得到冰晶石含量51%,氧化铝含量37%的尾矿渣R1和另一种氧化铝含量48.1%,冰晶石含量37%的精矿渣R2;
将尾矿渣R1在90℃,1.0mol/L铝离子浓度的氯化铝溶液中以液矿比为10:1,充分搅拌反应2h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于1.5,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;将精矿渣R2在60℃,1.0mol/L铝离子浓度的氯化铝铝溶液中以液矿比为7:1,充分搅拌反应3h,铝离子的加入量保证溶液中氟铝摩尔比n(F)/n(Al)等于1.5,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子溶液中铝的摩尔量;浸出结束分别进行过滤分离获得滤渣与滤液,获得的滤渣均为氧化铝,二者滤液混合后在95℃加入3.0mol/L碳酸钠溶液中和处理并实时监测溶液酸碱度,待溶液酸碱度稳定于到6.0时停止加碱,随后过滤,滤渣经三次水洗过滤,所得洗渣烘干后,通入氟化氢气体焙在550℃下保温焙烧3h烧获得到氟化铝产品,用于铝电解工业,滤液和洗水均返回工艺流程循环使用。二次滤液多次循环后待其中的无机钠盐趋于饱和时将其蒸发结晶处理。
与现有技术相比,本发明将浮选技术与湿法浸出技术联合来处理铝电解阳极覆盖料及炉底沉淀料,将其中的两个主要成分冰晶石和氧化铝先进行初级物理分离,得到两种冰晶石和氧化铝成分含量不同的矿渣。针对性的分别优选出其铝盐浸出条件,避免了直接浸出所导致的盐浓度使用过高、氟化物浸出不彻底或者在浸出过程中就出现氟和铝的沉淀出现等问题;
本发明浮选技术粗略分离铝电解阳极覆盖料及炉底沉淀料,相比于专利CN109876929A中的油酸钠等捕收剂用量200-1200g/t,加入pH调整剂,在本发明中所选用的十二胺等捕收剂用量60-160g/t和无需添加pH调整剂,在试剂用量上显著减少,使得成本大大降低。
本发明最大程度上实现综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀,目前公开的处理铝电解废料专利,基本都仅仅关注氟、铝资源的回收,所选直接浸出条件只要保证氟化物充分浸出即可,而不考虑是否完全浸出或浸出过程中是否有杂质物析出而残留在氧化铝渣相中。在本发明中,不仅将其中所含的有价资源氟和铝以高价值高纯度的氟化铝形式回收,而且确保浸出反应充分且过程中无其他沉淀物析出与氧化铝混合,同时实现了阳极覆盖料及炉底沉淀中氧化铝的回收利用。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明做其它形式的限制,任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种综合有效处理铝电解废弃阳极覆盖料及炉底沉淀的方法,其特征在于,其包括如下步骤:
S1、将废弃铝电解阳极覆盖料和炉底沉淀进行破碎、磨细及筛分,获得阳极覆盖料及炉底沉淀细粉;
S2、将阳极覆盖料及炉底沉淀细粉加水调浆,加入浮选药剂进行浮选分离,获得两种成分比例不同的矿渣,一种是冰晶石含量高的尾矿渣R1,另一种氧化铝含量高的精矿渣R2;浮选后,将二者分别过滤并干燥备用;
S3、将步骤S2得到的尾矿渣R1和精矿渣R2分别进行不同条件的铝盐浸出,分别过滤分离获得滤渣与滤液;
S4、将S3中获得的两个滤液混合并进行加碱中和,中和反应产生沉淀,将溶液进行过滤,获得二次滤渣和二次滤液;
S5、将步骤S4所得二次滤渣经水洗过滤,获得洗渣和洗水,洗渣经烘干,焙烧获得到氟化铝产品;
S6、将步骤S4所得二次滤液经多次循环使用后,进行蒸发结晶处理得到硫酸钠、硝酸钠或者氯化钠产品。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S1中,得到的废弃阳极覆盖料和炉底沉淀细粉的粒度为200目以下。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S2中,加水按细粉与水以质量比为1:1-1:4混合调浆,所用的浮选药剂包括捕收剂和抑制剂,捕收剂为十二胺,椰油胺、十八胺、混合胺或N,N-二甲基癸酰胺中的一种或几种的组合;抑制剂为羧甲基纤维素钠或亚甲基双萘磺酸钠的一种或两种组合。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,以细粉的重量为基准,抑制剂的用量为100-500g/t,捕收剂的用量为60-160g/t。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S3中,尾矿渣R1的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.8mol/L-1.5mol/L的硫酸铝、硝酸铝或氯化铝溶液,铝离子盐溶液与尾矿渣R1按照4:1-10:1的质量比加入,浸出时间2h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)为1-3进行加入,其中n(F)为尾矿渣R1中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子盐溶液中铝的摩尔量。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S3中,精矿渣R2的浸出条件为温度25℃-95℃,铝离子盐溶液浓度为0.5mol/L-1.3mol/L的硫酸铝、硝酸铝或氯化铝溶液,铝离子盐溶液与精矿渣R2按照4:1-8:1的质量比加入,浸出时间3h,铝离子的加入量按氟铝摩尔比n(F)/n(Al)为1-3进行加入,其中n(F)为精矿渣R2中氟的摩尔量,n(Al)为所用铝离子盐溶液中铝的摩尔量。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S3中,过滤分离得到的滤渣均为氧化铝,滤液均为含氟、铝溶液。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤S4加碱中和过程中所使用的碱液为0.5mol/L-5.0mol/L的氢氧化钠或者碳酸钠溶液,反应温度95℃,实时监测溶液酸碱度,待酸碱度即pH稳定于到4.0-7.0时,停止加碱液。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤S5中,烘干的洗渣通入氟化氢气体或加入经焙烧分解出氟化氢气体且不引入杂质离子的化学药剂,进行焙烧,焙烧在300-600℃下,保温2-6h。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述化学药剂为氟化铵、氟化氢铵、四氟铝酸铵、五氟铝酸铵和六氟铝酸铵中的一种或几种。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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