电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法及其用途技术

本发明专利技术公开了电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法及其用途。其中制备方法包括：(1)对电解铝大修渣进行破碎和湿法研磨，得到大修渣浆料；(2)利用氢氧化钠对大修渣浆料进行加压碱浸处理，得到碱浸液；(3)对碱浸液进行固液分离，得到滤渣和滤液；(4)将滤液和电解铝烟气脱硫石膏进行中和沉淀反应，得到氟化钙滤渣和硫酸钠滤液。该方法不仅可以通过简单易控的工艺过程回收利用电解铝大修渣中的氟和电解铝烟气脱硫过程的有价化合物及元素，实现铝电解烟气脱硫与危险固体废弃物的协同处置和资源化利用，还可以避免大修渣对环境的危害。害。害。

【技术实现步骤摘要】
电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法及其用途


[0001]本专利技术属于电解铝
，具体而言，涉及电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法及其用途。

技术介绍

[0002]大修渣是电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣，根据铝电解生产实际，大修渣又细分为废阴极、废耐火材料。废阴极为电解槽石墨质阴极炭块，在长期的电解生产过程中会渗入大量电解质，经过电解质侵蚀的石墨质阴极炭块其主要成分是50～70％的C，30％左右的氟化物，氟化物以Na3AlF6、NaF、CaF2的形式存在，含有微量的NaCN。废耐火材料是经过电解质侵蚀的干式防渗料，保温砖、耐火砖、浇注料以及硅酸盐板，一般情况下电解质只会侵蚀干式防渗料，并且会烧结成整体，其主要化学成分为NaAlSiO4(俗称：霞石)，氟化物基本以NaF的形式存在，含有极少量的Na3AlF6和β
‑
Al2O3等。
[0003]针对铝电解大修渣处置和资源综合利用，目前已做了大量研究，一般分为湿法处理和火法处理两大类。湿法处理工艺主要包括水浸法、碱浸法、酸浸法、酸碱联合浸出法等。火法处理工艺主要以无害化为目的，或将废阴极作为碳质材料利用热值资源，或高温回收电解质。但从已有的技术成果来看，铝电解危废渣的湿法处理和火法处理仍然存在许多迫切需要解决的问题，主要为产品价值较低、资源化利用领域不足等。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法及其应用。该方法不仅可以通过简单易控的工艺过程回收利用电解铝大修渣中的氟和电解铝烟气脱硫过程的有价化合物及元素，实现铝电解烟气脱硫与危险固体废弃物的协同处置和资源化利用，还可以避免大修渣对环境的危害。
[0005]本申请主要是基于以下问题和发现提出的：
[0006]电解铝烟气含有低浓度的SO2，一般不超过200mg/Nm3，目前常通过电解铝烟气半干法脱硫新技术对电解铝烟气进行处理，以氢氧化钙(Ca(OH)2)作为脱硫剂，与烟气中的SO2进行化学反应，反应后的烟气经过袋式除尘器将固体粉尘物料收集下来，收集下来的物料为CaSO4·
2H2O(石膏)和未反应的Ca(OH)2，经过自动分离器将未反应的Ca(OH)2分离出来，通过循环系统重新进入脱硫塔中进行再次反应。系统不断的分离和循环，以达到脱硫剂的充分利用及最佳的脱硫效果，最终的脱硫产物为CaSO4·
2H2O，而CaSO4·
2H2O作为一种工业固废，应用价值低，应用途径单一。
[0007]有鉴于此，在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：
[0008](1)对电解铝大修渣进行破碎和湿法研磨，得到大修渣浆料；
[0009](2)利用氢氧化钠对所述大修渣浆料进行加压碱浸处理，得到碱浸液；
[0010](3)对所述碱浸液进行固液分离，得到滤渣和滤液；
[0011](4)将所述滤液和电解铝烟气脱硫石膏进行中和沉淀反应，得到氟化钙滤渣和硫酸钠滤液。
[0012]本专利技术上述实施例的电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法至少具有以下有益效果：1)通过将电解铝大修渣无害化处理后得到的含氟浸出液与电解铝生产过程烟气脱硫产生的石膏作用得到氟化钙产品，不仅可以实现电解铝烟气与危险固体废弃物的协同处置，还能够回收利用大修渣中的氟元素及烟气脱硫过程中的有价化合物及元素，实现资源的合理利用；2)通过采用氢氧化钠对大修渣进行碱浸处理，可避免引入其它杂质，同时也有利于对得到的钠盐进行回收，进一步扩大资源利用程度；3)通过加压碱浸处理，有利于实现大修渣中氟离子的高效浸出，能够提高生产效率并降低生产成本；4)该制备方法工艺简单，工艺参数容易控制，便于实现工业化生产，减少设备投资，可以更好地实现铝电解生产过程的以废治废。
[0013]另外，根据本专利技术上述实施例的电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0014]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述破碎包括一级破碎和二级破碎，所述一级破碎得到的渣料粒径不大于600mm，所述二级破碎得到的渣料粒径不大于10mm。
[0015]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述大修渣浆料中渣料的D90粒径不大于75不大。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，步骤(1)中，所述湿法研磨的研磨液为NaOH溶液、液固比为(0.3～0.7)：1、研磨时间为20～30min。
[0017]在本专利技术的一些实施例中，所述研磨液中所述NaOH溶液的浓度为15～30g/L。
[0018]在本专利技术的一些实施例中，步骤(2)中，所述加压碱浸处理采用的碱浸介质为NaOH溶液，加压压力为0.2～0.5MPa，温度为70～120℃。
[0019]在本专利技术的一些实施例中，所述碱浸介质中所述NaOH溶液的浓度为15～50g/L，液固比为(4～6)：1。
[0020]在本专利技术的一些实施例中，所述加压碱浸处理的时间为0.5～1h。
[0021]在本专利技术的一些实施例中，步骤(3)中，所述固液分离采用离心过滤法。
[0022]在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，控制所述中和沉淀反应的pH值为12.5～13.5。
[0023]在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中，所述中和沉淀反应的温度为20℃～40℃，时间为0.5～1.5h。
[0024]在本专利技术的一些实施例中，步骤(4)中还包括：对所述中和沉淀反应的反应产物进行固液分离，并对分离得到的氟化钙滤渣进行干燥处理。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述干燥处理的温度为120～200℃、时间为3～5h。
[0026]在本专利技术的一些实施例中，将所述电解铝大修渣分拣为废阴极材料和废耐火材料，分别对所述废阴极材料和所述废耐火材料进行步骤(1)～(3)的操作，得到废阴极滤渣、废阴极滤液，以及废耐火滤渣、废耐火滤液；分别对所述废阴极滤液和所述废耐火滤液进行步骤(4)的操作，或者，将所述废阴极滤液和所述废耐火滤液混合后再行步骤(4)的操作。
[0027]在本专利技术的再一个方面，本专利技术提出了上述电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化
钙的方法在对铝电解大修渣和/或脱硫石膏进行资源化处理中的用途。该用途具有上述电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法的全部技术特征及效果，此处不再赘述，总的来说，有利于实现电解铝大修渣和/或脱硫石膏的资源化利用，实现铝电解生产过程的以废治废，提升资源价值。
[0028]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0029]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0030]图1是根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电解铝大修渣协同脱硫石膏制备氟化钙的方法，其特征在于，包括：(1)对电解铝大修渣进行破碎和湿法研磨，得到大修渣浆料；(2)利用氢氧化钠对所述大修渣浆料进行加压碱浸处理，得到碱浸液；(3)对所述碱浸液进行固液分离，得到滤渣和滤液；(4)将所述滤液和电解铝烟气脱硫石膏进行中和沉淀反应，得到氟化钙滤渣和硫酸钠滤液。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述破碎包括一级破碎和二级破碎，所述一级破碎得到的渣料粒径不大于600mm，所述二级破碎得到的渣料粒径不大于10mm；任选地，步骤(1)中，所述大修渣浆料中渣料的D90粒径不大于75μm；任选地，步骤(1)中，所述湿法研磨的研磨液为NaOH溶液、液固比为(0.3～0.7)：1、研磨时间为20～30min；任选地，所述研磨液中NaOH的浓度为15～30g/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加压碱浸处理采用的碱浸介质为NaOH溶液，加压压力为0.2～0.5MPa，温度为70～120℃；任选地，所述碱浸介质中NaOH的浓度为15～50g/L，液固比为(4～6)：1；任选地，所述加压碱浸处理的时间为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈本松，邱哲生，江俊，杨万章，李云生，杨汉宣，赵大秀，
申请(专利权)人：云南云铝润鑫铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：