CN1587028A - 一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法 - Google Patents
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Abstract
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,涉及一种铝电解过程中产生的阳极碳渣的处理方法,特别是回收阳极碳渣中氟化盐的方法。其特征在于其工艺为阳极碳渣中配入氧化铝作为分散剂,作为分散剂的氧化铝配入量占总物料量的重量比为10%-60%,使用燃料灰分<1%的液体或气体燃料,在650℃-930℃温度下进行焙烧至碳渣中的炭质材料完全燃烧,尾气用氧化铝吸附,将氟化盐保留回收。处理后产品中约含15%-70%的氧化铝和30%-85%的氟化盐,杂质含量极少,可直接、全部返回电解槽使用,对电解质和铝液质量无不利影响。
Description
技术领域
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,涉及一种铝电解过程中产生的阳极碳渣的处理方法,特别是回收阳极碳渣中氟化盐的方法。
背景技术
在电解铝生产过程中会产生大量含氟化盐的阳极碳渣。通常每生产1吨原铝约产出3-10公斤阳极碳渣,产出的阳极碳渣中含有约70%的氟化盐(主要为氟化钠和冰晶石),该氟化盐主要来自于电解质,是极有价值的电解原料。目前由于不能有效对其中氟化盐进行回收和返回作电解质使用,造成了氟化盐消耗量大、增加了电解铝生产成本。
以往处理阳极碳渣回收氟化盐的的方法有酸解法或浮选法。酸解法技术要点是:先用无机酸将碳渣中氟化盐转化为HF挥发,而后用碱性溶液吸收HF,氟化盐回收率约90%。浮选法技术要点是:先将碳渣磨细,加入浮选剂,使碳粉浮在溶液表面,捞出碳粉,而后从溶液中提取氟化盐,氟化盐回收率约85%。但上述方法存在成本高、污染大、废液难处理等难点,氟化盐回收率低,不利于工业规模实施。
发明内容
本发明的目的就是为针对上述已有技术存在的问题,提供一种成本低、污染小、氟化盐回收率高,有利于工业规模生产的回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于其工艺为阳极碳渣中配入氧化铝作为分散剂,作为分散剂的氧化铝配入量占总物料量的重量比为10%-60%,使用燃料灰分<1%的液体或气体燃料,在650℃-930℃温度下进行煅烧至碳渣中的炭质材料完全燃烧,尾气用氧化铝吸附,将氟化盐保留回收。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:阳极碳渣以小于5mm的颗粒形式加入。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:加入的氧化铝为工业级氧化铝。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:使用的燃料为重油或煤气。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:使用的燃料为甲烷或天然气。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:所用处理设备为工业窑炉,包括回转窑及其他类似设备如回转床、沸腾炉、流态化床。
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:尾气用氧化铝吸附回收挥发的氟化物。
本发明的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,氧化铝在处理过程中作分散剂,避免了物料粘结,保持物料有好的流动性,并增大炭质材料与氧气的接触面积,使炭质材料充分燃烧。
本发明的铝电解阳极碳渣中的氟化盐采用火法方法回收,处理温度的选择是以保证碳渣中约30%的炭质材料完全燃烧,又要保证碳渣中约70%的氟化盐不熔化、不发生明显的化学反应或挥发为宜,处理温度范围为650℃-930℃。阳极碳渣中绝大部分氟化物在火法处理过程中不挥发、不发生化学变化,挥发的氟化物较少,小于阳极碳渣中总氟化物的2%。处理后产品主要成分为氧化铝、冰晶石、氟化钠、少量氟化钙,可直接作为电解原料,全部返回电解槽使用。无污染,氟化盐回收率高,处理成本低,易于工业规模实施。
具体实施方式
一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其回收过程依次为:(1)将阳极碳渣破碎成小于5mm的颗粒,配入量占总物料量的40%-90%;(2)以工业氧化铝为分散剂和吸附剂,作分散剂的氧化铝配入量占总物料量的重量比为10%-60%,均匀混入阳极碳渣中;(3)使用洁净的液体或气体燃料,燃料灰分<1%,在工业窑炉中进行火法处理,处理温度650℃-930℃,尾气用氧化铝吸附,使碳渣中约30%的炭质材料完全燃烧,约70%的氟化盐保留,回收阳极碳渣中氟化盐的方法。
本发明的以阳极碳渣为主要原料,以氧化铝为分散剂和吸附剂,使用洁净的液体或气体燃料,在工业窑炉中进行火法处理,尾气用氧化铝吸附,回收阳极碳渣中氟化盐的方法,处理后产品中含15%-70%的氧化铝和30%-85%的氟化盐,杂质含量极少,可直接全部返回电解槽使用,对电解质和铝液质量无不利影响。本发明的方法能有效回收氟化盐,回收率大于98%,易于工业实施。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
控制火法处理原料中阳极碳渣配入重量为60%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入重量为40%,均匀混入阳极碳渣中;以重油为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在800℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为51.41%,氟化钙为1.93%,氧化铝含量为48.58%,产品纯度满足电解槽使用要求,总氟化盐回收率为99.52%。
实施例2
控制火法处理原料中阳极碳渣含量为70%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入量为30%,均匀混入阳极碳渣中;以煤气为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在850℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为62.27%,其中氟化钙为1.66%;氧化铝含量为37.72%,产品纯度满足电解槽使用要求。总氟化盐回收率为99.39%。
实施例3
控制火法处理原料中阳极碳渣含量为50%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入量为50%,均匀混入阳极碳渣中;以重油为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在750℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为41.25%,其中氟化钙为2.06%;氧化铝含量为58.74%,产品纯度满足电解槽使用要求。总氟化盐回收率为99.71%。
实施例4
控制火法处理原料中阳极碳渣含量为80%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入量为20%,均匀混入阳极碳渣中;以煤气为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在750℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为73.95%,其中氟化钙为1.77%;氧化铝含量为26.04%,产品纯度满足电解槽使用要求。总氟化盐回收率为99.91%。
实施例5
控制火法处理原料中阳极碳渣含量为40%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入量为60%,均匀混入阳极碳渣中;以天然气为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在900℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为31.71%,其中氟化钙为1.87%;氧化铝含量为68.27%,产品纯度满足电解槽使用要求。总氟化盐回收率为98.21%。
实施例6
控制火法处理原料中阳极碳渣含量为85%,以小于5mm的颗粒形式加入;工业氧化铝配入量为15%,均匀混入阳极碳渣中;以煤气为燃料喷入回转窑燃烧,处理温度控制在700℃,尾气用氧化铝吸附。
经分析,产品中总氟化盐(包括氟化钠、冰晶石和氟化钙)含量为80.17%,其中氟化钙为1.79%;氧化铝含量为19.82%,产品纯度满足电解槽使用要求。总氟化盐回收率为99.67%。
Claims (7)
1.一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于其工艺为阳极碳渣中配入氧化铝作为分散剂,作为分散剂的氧化铝配入量占总物料量的重量比为10%-60%,使用燃料灰分<1%的液体或气体燃料,在650℃-930℃温度下进行煅烧至碳渣中的炭质材料完全燃烧,尾气用氧化铝吸附,将氟化盐保留回收。
2.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:阳极碳渣以小于5mm的颗粒形式加入。
3.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:加入的氧化铝为工业级氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:使用的燃料为重油或煤气。
5.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:使用的燃料为甲烷或天然气。
6.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:所用处理设备为工业窑炉,包括回转窑及其他类似设备如回转床、沸腾炉、流态化床。
7.根据权利要求1所述的一种回收铝电解阳极碳渣中氟化盐的方法,其特征在于:尾气用氧化铝吸附回收挥发的氟化物。
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