The invention discloses a method for purifying and separating carbon and fluoride from spent carbon materials of aluminum reduction cells and prolonging the service life of the equipment. The method is as follows: crushing and grinding the waste carbon material of aluminum reduction cell to more than 50% of 100 meshes; then drying, the moisture content is reduced to 0.1%-0.8%; then calcining the carbon powder at 700-1200 (?) C for 30-150 min; calcining the product at 1400-1800 (?) C for 20-120 min, minutes. The calcined carbon powder A and electrolyte were separated and graphitized carbon powder B and ash were separated from calcined carbon powder A by high temperature treatment for 1-60 min at 2200-3000 C. The invention solves the problems of high content of fluoride impurities collected by volatilization of spent carbon materials in high temperature graphitization treatment of aluminium electrolysis cells and serious corrosion of equipment, and on this basis, the purity of carbon materials is improved.
【技术实现步骤摘要】
一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法
本专利技术属于炭废弃物回收领域,具体涉及一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法。
技术介绍
在电解铝生产过程中会产生大量的废旧炭质材料,其中,由于受到电解质的侵蚀,每生产1吨电解铝,将会产生10kg左右的废旧阴极炭块,这成为铝电解行业中主要的固体污染物。以2017年为例,我国电解铝产量已经达到3225万吨,产生废旧阴极炭块30万吨以上,其数量巨大不可忽视。在废旧阴极炭块中,主要成分为炭、冰晶石、氟化钠、氧化铝、氟化铝,以及少量的碳化铝、碳化钠与氰化物。但是废旧阴极炭块中炭占50%~70%且高度石墨化,其余的是以氟化物为主体的电解质,均是可利用的资源,对它们的分离回收具有较好的经济效益与发展前景。目前,废旧阴极炭块分离回收炭和电解质的方法包括湿法和火法两种工艺。其中,火法采用的是高温焙烧或高温石墨化法。该工艺中,焙烧法将大量高石墨化炭质材料用作燃料,造成资源严重浪费;而高温石墨化法解决了炭质材料浪费的问题,但存在挥发所收集氟化物杂质(氧化铝、二氧化硅、铝硅酸盐等)含量高,同时设备腐蚀严重导致设备寿命短等问题。
技术实现思路
为了解决现有火法工艺从废旧阴极炭块中回收利用资源存在的资源利用率低和/或产品纯度不高和/或设备使用寿命短等不足,本专利技术提供了一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法。本专利技术一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,包括以下步骤:步骤(1):将铝电解槽废旧炭质材料破碎、粉磨, ...
【技术保护点】
1.一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,其特征在于;包括以下步骤:步骤(1):将铝电解槽废旧炭质材料破碎、粉磨,其中‑100目占50wt%以上;步骤(2):将步骤(1)粉磨制得的炭粉进行干燥,将水分含量降至0.1%~0.8%;步骤(3):于保护气氛下,将步骤(2)干燥后得到的炭粉在700~1200℃预焙烧30~150min;步骤(4):于保护气氛下,将步骤(3)预焙烧后得到的产物在1400~1800℃焙烧20~120min,分离得到焙烧炭粉A和氟化物;步骤(5):于保护气氛下,将步骤(4)焙烧后得到的焙烧炭粉A在2200~3000℃高温处理1~60min,分离得到石墨化炭粉B和灰分。
【技术特征摘要】
1.一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,其特征在于;包括以下步骤:步骤(1):将铝电解槽废旧炭质材料破碎、粉磨,其中-100目占50wt%以上;步骤(2):将步骤(1)粉磨制得的炭粉进行干燥,将水分含量降至0.1%~0.8%;步骤(3):于保护气氛下,将步骤(2)干燥后得到的炭粉在700~1200℃预焙烧30~150min;步骤(4):于保护气氛下,将步骤(3)预焙烧后得到的产物在1400~1800℃焙烧20~120min,分离得到焙烧炭粉A和氟化物;步骤(5):于保护气氛下,将步骤(4)焙烧后得到的焙烧炭粉A在2200~3000℃高温处理1~60min,分离得到石墨化炭粉B和灰分。2.根据权利要求1所述的一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,其特征在于,步骤(1)中,先采用颚式破碎机将铝电解槽废旧炭质材料破碎至-30mm,再用细碎机将其破碎至-2mm,最后采用球磨机粉磨至粒度至100目。3.根据权利要求1所述的一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,其特征在于,步骤(2)中,炭粉在80~150℃条件下进行干燥。4.根据权利要求1所述的一种提纯分离铝电解槽废旧炭质材料中炭和氟化物同时延长设备使用寿命的方法,其特征在于,步骤(3)、(4...
【专利技术属性】
技术研发人员:赖延清,田忠良,杨凯,辛鑫,李劼,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:湖南,43
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