一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法技术

本发明专利技术提供了一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，涉及电解铝技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：a．将废旧阴极通过破碎机进行破碎，破碎后的炭块进行球磨；b．将球磨后的炭块放入粉体混合设备，加入碳酸氢铵使两者均匀混合；c．碳酸氢铵和炭块混合后，压制成块放入真空蒸馏设备中进行真空蒸馏；d．真空蒸馏设备完成蒸馏后，取出蒸馏渣并加入盐酸与氯化铝混合溶液；e．蒸馏渣与溶液混合一定时间后，过滤出蒸馏渣，对蒸馏渣进行水洗干燥得到碳质材料；其中，步骤b中碳酸氢铵的含量控制在5%，步骤d中产生的氢气进行回收，对真空蒸馏后分离出的金属钠及电解质进行回收。金属钠及电解质进行回收。

【技术实现步骤摘要】
一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法


[0001]本专利技术涉及电解铝
，具体涉及一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法。

技术介绍

[0002]随着全世界铝生产能力的增加，与此行业相关的废物量也在增加。电解铝生产过程中产生的废旧阴极的处理就是原铝行业所面临的一个严重的环境问题。在电解铝生产过程中，由于碳素阴极受到氟离子、钠离子等的侵蚀而使之报废,致使每年产生大量的废旧阴极。废旧阴极是一种含有多种成分的危险固体废物，处理不当就会产生严重的环境问题。
[0003]目前，对废旧阴极炭块进行处理的方法主要有选矿法和冶金法，选矿法主要采用浮选法，该法采用的药剂种类繁多、价格高昂，并且会产生大量废水，冶金法分为湿法和火法，湿法包括化学浸出法、硫酸酸解法和石灰水浸泡法等，火法主要有回转窑焙烧法、高温水解法及铝土矿烧结法等，化学浸出法处理时间长、浸出液处理复杂，硫酸酸解法需要消耗大量酸，同时产生大量废水，其处理成本高，石灰水浸泡法速度慢，反应不彻底，碳质材料没有得到利用，造成资源浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是开发一种碳质材料可回收的电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法。
[0005]本专利技术通过如下的技术方案实现：一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，包括如下步骤：a．将废旧阴极通过破碎机进行破碎，破碎后的炭块进行球磨；b．将球磨后的炭块放入粉体混合设备，加入碳酸氢铵使两者均匀混合；c．碳酸氢铵和炭块混合后，压制成块放入真空蒸馏设备中进行真空蒸馏；d．真空蒸馏设备完成蒸馏后，取出蒸馏渣并加入盐酸与氯化铝混合溶液；e．蒸馏渣与溶液混合一定时间后，过滤出蒸馏渣，对蒸馏渣进行水洗干燥得到碳质材料；其中，所述步骤b中碳酸氢铵的含量控制在5%，所述步骤d中产生的氢气进行回收，对真空蒸馏后分离出的金属钠及电解质进行回收。
[0006]可选的，所述步骤c中真空蒸馏设备的蒸馏温度为1100℃~1500℃。
[0007]可选的，所述步骤c中的蒸馏压力为10Pa~50Pa。
[0008]可选的，所述步骤c中的蒸馏时间为2h~6h。
[0009]可选的，所述步骤d中取出的蒸馏渣冷却后，采用粉体解聚打散机对蒸馏渣进行打散。
[0010]可选的，所述步骤d中蒸馏渣与盐酸氯化铝混合溶液通过搅拌器进行搅拌混合，两者混合12h。
[0011]可选的，所述步骤e中与蒸馏渣反应后的溶液中加入氢氧化钠，产生的沉淀进行过滤。
[0012]可选的，过滤沉淀后对溶液进行结晶，结晶后的氯化钠进行回收。
[0013]本专利技术的有益效果是：本专利技术碳酸氢铵作为造孔剂进行添加，使电解质能更充分地挥发，与选矿法及冶金法相比，不会产生大量废水，药剂使用较少，处理成本降低，并且水洗干燥后的碳质材料可回收。
具体实施方式
[0014]在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本专利技术创造的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。
[0015]本专利技术公开了一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，将废旧阴极炭块通过破碎机进行破碎，破碎后的炭块进行球磨，球磨后的炭块进入粉体混合设备中并加入碳酸氢铵使两者混合均匀，碳酸氢铵的含量控制在5%，混合碳酸氢铵后的炭块进行压制成块，并放入真空蒸馏设备中。
[0016]真空蒸馏设备中的蒸馏温度为1100℃~1500℃，蒸馏压力为10Pa~50Pa，蒸馏时间为2h~6h。
[0017]蒸馏温度低时，电解质的饱和蒸汽压相对较小，挥发速率较慢，随着蒸馏温度升高，电解质的饱和蒸汽压增大，挥发速率增大，钠氟铝三种元素的脱出率皆随蒸馏温度升高而增加。碳的沸点极高，真空蒸馏过程中，蒸馏渣内主要残留碳，蒸馏渣中碳含量随蒸馏温度的升高而增加，失重率一定程度上反应了电解质的挥发量，失重率随温度的升高也逐渐增大，因此，蒸馏温度最佳为1500℃。
[0018]废旧阴极炭块中，主要组分为碳质，其含量占30%~70%，其他组分主要是氟化物及氰化物等电解质，氟化物包括六氟合铝酸钠、氧化铝、氟化钠、氟化钙等。氟化物的饱和蒸汽压随温度的升高而增大，则温度越高，越利于氟化物的挥发，温度在1300K~1700K内，大多数氟化物的饱和蒸汽压大于100Pa。
[0019]真空蒸馏后，分离出的金属钠及电解质进行回收，电解质返回电解槽使用，取出真空蒸馏设备中的蒸馏渣冷却后，采用粉体解聚打散机对蒸馏渣进行打散，将蒸馏渣放入封闭容器中，并加入盐酸与氯化铝混合溶液，通过搅拌器进行搅拌，两者混合12h后，通过过滤滤出蒸馏渣，蒸馏渣进行水洗干燥后得到碳质材料。蒸馏渣与盐酸氯化铝混合溶液混合过中产生的氢气进行回收，盐酸与蒸馏渣中的铝及其他金属氧化物反应产生水及氯化物，氯化铝有效促进氟化钙溶解，向反应后的溶液中加入氢氧化钠进行中和，氢氧化钠与溶液中的氯化物反应生产氯化钠及氢氧化物沉淀，氯化铝与氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀及氯化钠，氟化钙在溶液中进行沉淀，溶液进行沉淀过滤后，氯化钠溶液进行结晶回收。
[0020]碳酸氢铵作为造孔剂进行添加，使电解质能更充分地挥发，与选矿法及冶金法相比，不会产生大量废水，药剂使用较少，处理成本降低，并且水洗干燥后的碳质材料可回收。
[0021]上述实施例只是本专利技术的较佳实施例，并不是对本专利技术技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本专利技术专利
的权利保护范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，其特征在于，包括如下步骤：a．将废旧阴极通过破碎机进行破碎，破碎后的炭块进行球磨；b．将球磨后的炭块放入粉体混合设备，加入碳酸氢铵使两者均匀混合；c．碳酸氢铵和炭块混合后，压制成块放入真空蒸馏设备中进行真空蒸馏；d．真空蒸馏设备完成蒸馏后，取出蒸馏渣并加入盐酸与氯化铝混合溶液；e．蒸馏渣与溶液混合一定时间后，过滤出蒸馏渣，对蒸馏渣进行水洗干燥得到碳质材料；其中，所述步骤b中碳酸氢铵的含量控制在5%，所述步骤d中产生的氢气进行回收，对真空蒸馏后分离出的金属钠及电解质进行回收。2.根据权利要求1所述的电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，其特征在于，所述步骤c中真空蒸馏设备的蒸馏温度为1100℃~1500℃。3.根据权利要求1所述的电解铝废旧阴极炭块分离电解质方法，其特征在于，所述步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李刚，王庆烜，刘芸，李光宇，
申请(专利权)人：阿坝铝厂，
类型：发明
国别省市：