The present invention relates to an ultrasonic alkaline leaching and acid leaching treatment method of waste aluminum cathode carbon block, which belongs to the technical field of comprehensive utilization of solid waste aluminum resources, the method includes crushing and grinding, ultrasonic and alkali leaching leaching processes of three pressure acid, ultrasonic and alkali leaching leaching combined with pressurized acid, so that the two together effect of high efficiency and green to carbon materials and fluoride separation recycling, reduce environmental hazards, environmental and economic benefits, the electrolytic aluminum waste harmless treatment and resource utilization of cathode carbon block, aluminum is a low energy consumption, high efficiency and high added value of waste cathode carbon block and harmless treatment resource utilization technology.
【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于铝电解固废资源综合利用
,具体涉及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。
技术介绍
在铝电解生产过程中,高温电解质对内衬材料的渗透、腐蚀,导致电解槽内衬结构发生变形、破裂,电解槽内的铝液和电解质从裂缝漏出,一般电解槽使用5~6年后就需停槽进行大修,取出的所有废旧内衬材料简称为大修渣,大修渣主要包括阴极炭块、阴极糊、耐火砖、保温砖、防渗料及绝热板等。电解铝大修渣中主要废料是废阴极炭块,据统计,每电解生产一吨原铝会产生10kg左右废阴极材料。2016年中国废阴极排放量超30万吨,并有400多万吨的累积堆存。由于目前国内外缺乏先进的废阴极炭块无害化处置及资源化利用技术,电解铝企业普遍采用的掩埋或堆存处理方法,但这样既严重污染环境又造成大量资源浪费。铝电解槽废阴极炭块中可溶F-的溶出率约为3000~6000mg/L,CN-溶出率约为10~40mg/L,远超《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》(GB5085.1-2007)与《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中F-和CN-浸出毒性鉴别标准,属于危险固体废弃物。如废阴极炭块不能得到无害化处理和综合性利用,将可能长期污染周边区域的土壤和地下水。目前,国内外现有技术中,对电解铝废阴极炭块的处置方法如下:1、作为水泥制造的燃料和溶剂:废阴极炭块的主要成分为炭和氟化物,炭可作为燃料,氟化物可作为溶剂,废阴极炭块成分与水泥的成分CaO、SiO2、Al2O3、Fe3O4相似,用废阴极炭块作为水泥制造中的补充燃料,碱金 ...
【技术保护点】
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,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)破碎粉磨:将电解铝废阴极炭块进行破碎粉磨,获得废阴极炭粉;(2)超声波碱浸:首先将步骤(1)中获得的废阴极炭粉加入质量分数为5~20%的碱性溶液中制得碱性浆液,然后将所述碱性浆液在超声波频率为27~100kHz,功率为300~750W,温度为20~100℃条件下超声波处理10~60min,最后将所述碱性浆液过滤获得滤饼Ⅰ和滤液Ⅰ,将所述滤饼Ⅰ水洗至中性,获得炭精粉;(3)加压酸浸:首先将步骤(2)中获得的炭精粉加入质量分数为5~30%的酸性溶液中制得酸性浆液,然后将所述酸性浆液在压力为0.5~5MPa,搅拌速度为200~800r/min,温度为80~200℃条件下处理20~120min,最后将所述酸性浆液过滤获得滤饼Ⅱ和滤液Ⅱ,将所述滤饼Ⅱ干燥后获得石墨粉。
【技术特征摘要】
1.一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,其特征在于,所述方法包括如下步骤:(1)破碎粉磨:将电解铝废阴极炭块进行破碎粉磨,获得废阴极炭粉;(2)超声波碱浸:首先将步骤(1)中获得的废阴极炭粉加入质量分数为5~20%的碱性溶液中制得碱性浆液,然后将所述碱性浆液在超声波频率为27~100kHz,功率为300~750W,温度为20~100℃条件下超声波处理10~60min,最后将所述碱性浆液过滤获得滤饼Ⅰ和滤液Ⅰ,将所述滤饼Ⅰ水洗至中性,获得炭精粉;(3)加压酸浸:首先将步骤(2)中获得的炭精粉加入质量分数为5~30%的酸性溶液中制得酸性浆液,然后将所述酸性浆液在压力为0.5~5MPa,搅拌速度为200~800r/min,温度为80~200℃条件下处理20~120min,最后将所述酸性浆液过滤获得滤饼Ⅱ和滤液Ⅱ,将所述滤饼Ⅱ干燥后获得石墨粉。2.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述方法还包括将步骤(2)中获得的滤液Ⅰ进行蒸发结晶处理,获得氟化物产品。3.如权利要求1所述的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,其特征在于,所述方法还包括将步骤(3)中获得的滤液Ⅱ循环回用于加压酸浸过程,将经4~7次循环利用后的滤液Ⅱ进行蒸发结晶处理,获得的蒸馏水再循环利用。4.如权利要求1~3任一项所述的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,其特征在于,步...
【专利技术属性】
技术研发人员:冉少念,刘显彬,马灵菊,张建刚,周林,段明华,平原,吴涛,
申请(专利权)人:国家电投集团远达环保催化剂有限公司,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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