專利名稱：一種電解鋁陽極廢料分離回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢料回收利用領(lǐng)域，進(jìn)一步涉及電解鋁陽極廢料分離回收技術(shù)。
背景技術(shù)：
經(jīng)分析在電解鋁過程中產(chǎn)生的陽極廢料主要所含成份陽極廢碳素料、冰晶石、氧化鋁、氧化鐵及其它微量雜質(zhì)，各物質(zhì)成份所含的百分比約為陽極廢碳素料(石油焦碳)75% 左右，氧化鋁6%左右，冰晶石11%左右，鐵和氧化鐵4%其它雜質(zhì)4%左右。以上數(shù)據(jù)在不同廠家所含的各物質(zhì)百分比各不相同。廢陽極塊中所含的各物料中，主要以廢碳素塊材料為主，氧化鋁、冰晶石、鐵和氧化鐵及其它雜物質(zhì)使碳素塊不能直接利用。由于鋁是由電解過程產(chǎn)生的，鋁是一種非常重要的金屬材料，無論是從產(chǎn)量、消費量或是應(yīng)用范圍來說，鋁都僅次于鋼鐵而遠(yuǎn)居各有色金屬之首。因此電解鋁產(chǎn)生的陽極廢料在不斷增加，從目前估測中國每年產(chǎn)生的廢陽極塊在 500萬噸以上，全世界約計在10000萬噸左右，此種廢料不能直接利用，對此種廢料以前主要采取掩埋的方式進(jìn)行處理，這樣對地球環(huán)境潛在著極大的危害。有些處理方法是直接進(jìn)行燃燒，因冰晶石在碳素塊燃燒助燃的情況下產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)和有害氣體，這樣更加會對大氣造成極大的污染和對資源的極大的浪費。廢料中的碳素塊是由石油作為原材料所制成的，石油是有限資源，資源越來越匱乏。對此種廢料碳素的提取非常有必要。冰晶石的用途也非常廣，主要用作鋁電解的助熔劑，也用作橡膠、砂輪的耐磨填充劑、搪瓷的乳白劑、 玻璃的遮光劑和金屬熔劑。鐵和氧化鐵的提取提高了廢物的附加值并且節(jié)約了資源。因此廢物的提取利用增加了廢物再利用的附加值，實現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)再利用的模式和環(huán)境無污染、無危害、無浪費的“三無”模式。由于目前技術(shù)上的瓶頸，未能對其廢料進(jìn)行回收再利用，是再利用領(lǐng)域龐大的空白。因此，從陽極廢物中以物理法提取和化學(xué)法提純相結(jié)合對各種有用物料的分離提取技術(shù)工藝是非常有必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電解鋁陽極廢料分離回收方法，本方法運用各種手段， 完成廢料中各種物質(zhì)(焦碳、鐵、冰晶和氧化鋁)分離提純，使各物質(zhì)最終達(dá)到各工業(yè)應(yīng)用的級別。整流程分選成本低、勞動力需求量小、實現(xiàn)了工業(yè)自動化流水生產(chǎn)。本發(fā)明的目的是通過以下方式實現(xiàn)的
一種電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于依次進(jìn)行以下步驟 a將原料(電解鋁廢陽極料)通過送料裝置依次送入由不同篩選設(shè)備組成的篩選系統(tǒng)中，進(jìn)行不同粒度的分級(各篩選分級的粒度具有不確定性，以物料篩分粒度相差較小而有利于下步分選為準(zhǔn))，分級分為3 7等級；
b將F > Fl (指粒度大小即直徑或長度，下同)的炭物經(jīng)輸送機(jī)送至物料倉炭收集備用 (大塊物料全部為焦碳塊，此類焦碳塊所含灰粉極少，無需再次加工分選，可直接利用)；
3c將F2 < F < Fl的物料用組合圓筒篩吸塵篩進(jìn)行篩選分級(在篩選的同時各物料在組合圓筒除塵篩中互相碰撞摩擦，使焦碳表面附著結(jié)合的冰晶石或氧化鋁受到摩擦脫落)，分為2 3等級；
其中，在物料輸送的同時通過磁選設(shè)備把磁性物提取，再經(jīng)過人工分選或磁性分選把大塊純鐵質(zhì)物分出，把較小的含磁性物的物料進(jìn)行破碎、磨粉和磁選，把磁性物中的非磁性物分離出來；
將F > F2的物料，分級后，經(jīng)人工分選或色選機(jī)或光分選機(jī)分離成碳物和非碳物； d把F3 < F < F2的物料，通過多層振動篩機(jī)進(jìn)行5 7等級篩選分級后，把分級后的物料分別通過各自電選設(shè)備，分離為碳物及非碳物，把碳物提取分離出；
e把電選分出的非碳物和b步驟中分選出的F > F2非碳物，通過破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)入磨粉設(shè)備進(jìn)行細(xì)磨，磨出的粉進(jìn)行篩選，把粒度F 的物料返回磨機(jī)進(jìn)行再次磨粉，使磨粉后的粒度F <F3。f把F < F3的物料和其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的F < F3的物料，再經(jīng)過浮選設(shè)備，浮選時加入浮選藥劑，使焦碳和非碳物(冰晶石和氧化鋁)分離開，焦碳經(jīng)多次浮選分離后進(jìn)行脫水、 烘干形成純凈的干碳粉，并分離出非碳物(冰晶石和氧化鋁)，從而把碳和非碳物分離開(浮選所用的水和浮選藥劑可全部循環(huán)利用)；
g把非碳物(冰晶石和氧化鋁)送入反應(yīng)釜，加入非碳物重量4 10倍的含氟鹽酸，再加熱溫度至50 100°C，攪拌反應(yīng)0. 5 3小時達(dá)到反應(yīng)充分后排出機(jī)外，再經(jīng)過過濾、脫液， 把脫液后的物料進(jìn)行水洗，水洗后進(jìn)行脫水(各液體處理后可循環(huán)使用)，烘干，得到干的高純冰晶石。各步驟中粒度的標(biāo)準(zhǔn)為Fl :12cm 14cm ；F2 :25mm ；35mm ；F3 50 目(0. 28mm) (各篩選分級的粒度具有不確定性，以物料篩分粒度相差較小而有利于下步分選為準(zhǔn)，比如其中，粒度的標(biāo)準(zhǔn)為Fl :13cm ；F2 :30mm ；F3 50目)
本發(fā)明的目的可通過以下方式進(jìn)一步實現(xiàn)
所述的篩選設(shè)備指振動篩、圓筒篩、多層振動篩、組合圓筒篩吸塵篩之一種。所述的各篩選設(shè)備、粉碎設(shè)備都有配合的除塵設(shè)備。所述的破碎機(jī)指錘式破碎機(jī)、鄂式破碎機(jī)、對輥式破碎機(jī)、錐濕破碎機(jī)之一。所述的磨粉設(shè)備指渦流磨、振動磨、球磨機(jī)、對輥磨機(jī)之一種。所述的浮選藥劑指捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑之一種或混合。所述的振動篩下側(cè)有收塵系統(tǒng)和儲料倉，振動篩孔可根據(jù)物料篩選要求的粒度來調(diào)整，振動篩為活動型，一端固定在倉體一側(cè)，并有橡膠彈簧支撐，另一端安置在倉體橡膠彈墊上，并有活動軸與機(jī)體連接；振動篩由上端拉動定時為篩網(wǎng)上的物料進(jìn)行清理，振動篩拉至大于垂直角度后側(cè)，使物料自動脫落為止，物料落至下端橡膠皮墊上，使大焦碳塊物料直徑或長度達(dá)到F < Fl (以具體物料而定粒度)，F(xiàn) > Fl的物料通過機(jī)下皮帶輸送機(jī)運至機(jī)外。本發(fā)明的有益效果是本方法針對電解鋁陽極原始物料中根據(jù)各物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，運用各種手段如圓筒篩選機(jī)、振動篩選機(jī)、光分選、色選、手選、磁選、電選、破碎磨粉、浮選、反應(yīng)釜、脫水、烘干等一系列工藝完成廢料中各種物質(zhì)(焦碳、鐵、冰晶和氧化鋁)分離提純，使各物質(zhì)最終達(dá)到各工業(yè)應(yīng)用的級別。整流程分選成本低、勞動力需求量小、實現(xiàn)了工業(yè)自動化流水生產(chǎn)。


圖1 圖5為本發(fā)明路線示意圖， 圖6為磁性物處理路線示意圖，
圖7為炭物處理路線示意圖。
具體實施例方式為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例
如圖1 5所示，其中圖1為總圖，由于圖寬度太大，分為四部分，四部分各為一張圖 (圖2 圖5)，四圖合并為完整的本發(fā)明路線示意圖。電解鋁廢渣，上料(鏟車1)，收塵儲料倉2，自動輸送機(jī)3，振動收塵機(jī)篩4，分離為大于13厘米的炭物和小于或等于13厘米的物料，其中大于13厘米的炭物經(jīng)輸送機(jī)5送至物料倉炭Cl ；物料倉炭Cl收集備用；小于或等于13厘米的物料，經(jīng)磁選輸送機(jī)6A分離為磁性物L(fēng)i，其余再經(jīng)組合圓筒風(fēng)選篩7，按顆粒大小分解為7 13厘米物料(大于7厘米、小于或等于13厘米，不含7厘米)，3 7厘米物料(大于或等于3厘米，小于或等于7厘米)，3厘米以下物料(不含3厘米)三種；其中，
7 13厘米物料經(jīng)輸送機(jī)8輸送至料倉9，再經(jīng)輸送機(jī)10，經(jīng)色選機(jī)、手工分選或光分離方法分離出純炭C2，電解質(zhì)和非炭物Al ；純炭C2收集備用；
3 7厘米物料經(jīng)輸送機(jī)11輸送至料倉12，再經(jīng)輸送機(jī)13，經(jīng)色選機(jī)、手工分選或光分離方法分離出純炭C3，電解質(zhì)和非炭物A2 ；純炭C3收集備用；
3厘米以下物料經(jīng)磁選輸送機(jī)6B分離為磁性物L(fēng)2、多層振動風(fēng)選機(jī)14。多層振動風(fēng)選機(jī)14按顆粒大小分離為五種
其一，20 30毫米(大于或等于20毫米，小于30毫米)，經(jīng)送料機(jī)16 ； 其二，10 20毫米(大于或等于10毫米，小于20毫米)，經(jīng)送料機(jī)17 ； 兩種大小顆粒分別送至組合式料倉18的相分隔的兩個倉體內(nèi)，倉體下部有控制調(diào)節(jié)板，其可控制物料的釋放；釋放至送料機(jī)19送至提升機(jī)20，再經(jīng)電選機(jī)21，分離出純炭C4 和少量炭和雜物，其中，純炭C4收集備用；少量炭和雜物經(jīng)上料機(jī)22輸送至電選機(jī)23，電選機(jī)23分離出炭和少量雜物及電解質(zhì)和雜物A3，其中，炭和少量雜物經(jīng)提升機(jī)M返回電選機(jī)21 ；
其三，5 10毫米(大于或等于5毫米，小于10毫米)，經(jīng)送料機(jī)25 ； 其四，3 5毫米(大于或等于3毫米，小于5毫米)，經(jīng)送料機(jī)沈； 兩種大小顆粒分別送至組合式料倉27的相分隔的兩個倉體內(nèi)，倉體下部有控制調(diào)節(jié)板，其可控制物料的釋放；釋放至送料機(jī)觀送至提升機(jī)四，再經(jīng)電選機(jī)30，分離出純炭C5 和少量炭和雜物，其中，純炭C5收集備用；少量炭和雜物經(jīng)上料機(jī)31輸送至電選機(jī)33，電選機(jī)33分離出炭和少量雜物及電解質(zhì)和雜物A4，其中，炭和少量雜物經(jīng)送料機(jī)32返回電選機(jī)30 ；
其五，小于3毫米的物料經(jīng)多層振動風(fēng)選篩15分離為大小不同的三種物料其一，1 3毫米(大于或等于1毫米，小于3毫米)，經(jīng)送料機(jī)34 ； 其二，0. 5 1毫米(大于或等于0. 5毫米，小于1毫米)，經(jīng)送料機(jī)35 ； 兩種大小顆粒分別送至組合式料倉36的相分隔的兩個倉體內(nèi)，倉體下部有控制調(diào)節(jié)板，其可控制物料的釋放；釋放至送料機(jī)37送至提升機(jī)38，再經(jīng)電選機(jī)39，分離出純炭C6 和少量炭和雜物，其中，純炭C6收集備用；少量炭和雜物經(jīng)上料機(jī)40輸送至電選機(jī)41，電選機(jī)41分離出炭和少量雜物及電解質(zhì)和雜物A5，其中，炭和少量雜物經(jīng)送料機(jī)42返回電選機(jī)39 ；
其三，0.5以下物料D2 ；
收塵儲料倉2、振動收塵機(jī)篩4、組合圓筒風(fēng)選篩7、多層振動風(fēng)選機(jī)14、多層振動風(fēng)選機(jī)15產(chǎn)生的塵土經(jīng)收塵設(shè)備65收集形成細(xì)電解質(zhì)廢渣Dl ；
Al、A2、A3送至破碎機(jī)43，經(jīng)破碎后，與A4、A5 一同經(jīng)送料機(jī)44，送至磨粉機(jī)45磨粉， 進(jìn)入一道集料器46及二道集料器49，其中，進(jìn)入一道集料器46的大部分的小于或等于60 目物料直接轉(zhuǎn)入二道集料器49 ；大于60目物料經(jīng)一道集料器46下沉收集的物料再投入振動篩48，分為兩種大于60目物料與小于或等于60目物料， 其中，大于60目物料返回磨粉機(jī)45;
小于或等于60目物料，與直接進(jìn)入二道集料器49的物料合并，通過送料機(jī)50送至浮選機(jī)51，加入浮選藥劑(搜捕劑、起泡劑、調(diào)整劑等)，再進(jìn)入浮選機(jī)52，進(jìn)入沉淀池53 (浮選機(jī)51和浮選機(jī)52由沉淀池53供水)，沉淀后形成濕炭與濕電解質(zhì)；其中，濕炭經(jīng)脫水機(jī)M 脫水后，進(jìn)入烘干機(jī)55烘干形成炭C7 ；濕雜物經(jīng)脫水機(jī)56 (各脫水機(jī)廢液體進(jìn)入沉淀池 53沉淀后使用)，脫水后烘干再經(jīng)過電選30C分離出純凈冰晶石和雜質(zhì)送至反應(yīng)釜57 (反應(yīng)釜由儲液罐提供化學(xué)藥物一一含氟鹽酸，經(jīng)反應(yīng)后的藥物返回儲液罐)(反應(yīng)釜反應(yīng)條件是加熱50 100°C，再加入數(shù)倍的含氟鹽酸進(jìn)行攪拌反應(yīng)，從而得到純度高的冰晶石)，經(jīng)石晶冰濕，脫液機(jī)58 (脫液后的化學(xué)藥物返回儲液罐)后送料機(jī)59送入水洗機(jī)60 (水洗機(jī) 60由蓄水池供水，水洗后的水再返回至蓄水池)，經(jīng)送料機(jī)61送入脫水機(jī)62脫水后進(jìn)入送料機(jī)63，廢水含酸性，經(jīng)堿化中和處理達(dá)標(biāo)后排放；再送入烘干機(jī)64烘干，形成高純度冰晶石。同時，Dl、D2經(jīng)送料機(jī)47投入振動篩48 ；
Cl、C2、C3、C4、C5各類炭可直接出售；C6、C7按一定比例混合加入浙青經(jīng)攪拌機(jī)攪拌、 由養(yǎng)料機(jī)送至擠壓機(jī)進(jìn)行擠壓成塊(方形或正方形)，經(jīng)焙燒，制成碳素塊。參見圖7。磁性物L(fēng)i、L2通過分選把大塊鐵物除去后再把氧化鐵與碳結(jié)合物經(jīng)過粉碎、磨粉、篩選和磁選分離出純碳和氧化鐵。參見圖6。其中
儲料倉2進(jìn)口上端有收塵吸風(fēng)口，當(dāng)物料進(jìn)倉時風(fēng)道上端電磁閥打開，并進(jìn)行收塵，儲料倉為全封閉式，倉下端出料口有調(diào)節(jié)板，倉下板有橡膠板鋪底。振動收塵篩4下兩側(cè)有收塵系統(tǒng)，并且振動篩網(wǎng)由上端在拉動定時為篩網(wǎng)上的物料進(jìn)行清理，篩網(wǎng)拉至垂直角度應(yīng)30°左右，使物料自動落下，并落至下端傳輸帶上。振動收塵篩上端振動篩定時垂直拉起使振動篩與豎垂直線達(dá)到一定角度，把振動篩上的各物料自由落至下端橡膠墊上，并由下端輸送機(jī)輸送出。磁選輸送機(jī)6A、6B上端為磁輥，磁輥下方設(shè)置集料箱，用于收集磁性物料。
組合圓筒風(fēng)選篩由上端進(jìn)料，機(jī)內(nèi)有兩組以上圓筒篩由上而下垂直排列，機(jī)上端有收塵口，設(shè)備自上而下進(jìn)行篩選，把篩選合格的物料排出機(jī)外，并把需再次篩選的物料送至下一圓筒篩內(nèi)進(jìn)行篩分。機(jī)器在篩選過程中因各種物料在機(jī)內(nèi)互相滾動摩擦，使大塊物料外表粘附的非碳物進(jìn)行篩選的同時因摩擦而脫落。物料粒度大于3毫米以上，可用皮帶式送料設(shè)備，因皮帶式送料設(shè)備不易損壞原物料粒度，且不易使電解質(zhì)外表附著細(xì)炭粉；物料粒度小于3毫米的可用螺旋送料設(shè)備。多層振動風(fēng)選篩按篩孔的大小由上至下分為若干層，粒度小的物料自動落入下面的篩上進(jìn)行進(jìn)一步篩選，各篩機(jī)均有收塵設(shè)備。破碎機(jī)43可以選擇錘式、對輥式、顎式、錐式等一種。磨粉機(jī)45可以選擇渦流式、振動式、球磨式、對輥式等一種。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于依次進(jìn)行以下步驟a將原料通過送料裝置依次送入由不同篩選設(shè)備組成的篩選系統(tǒng)中，進(jìn)行不同粒度的分級，分級分為3 7等級；b將F > Fl的炭物經(jīng)輸送機(jī)送至物料倉炭收集備用；c將F2 < F < Fl的物料用組合圓筒篩吸塵篩進(jìn)行篩選分級，分為2 3等級； 其中，在物料輸送的同時通過磁選設(shè)備把磁性物提取，再經(jīng)過人工分選或磁性分選把大塊純鐵質(zhì)物分出，把較小的含磁性物的物料進(jìn)行破碎、磨粉和磁選，把磁性物中的非磁性物分離出來；將F > F2的物料，分級后，經(jīng)人工分選或色選機(jī)或光分選機(jī)分離成碳物和非碳物； d把F3 < F < F2的物料，通過多層振動篩機(jī)進(jìn)行5 7等級篩選分級后，把分級后的物料分別通過各自電選設(shè)備，分離為碳物及非碳物，把碳物提取分離出；e把電選分出的非碳物和b步驟中分選出的F > F2非碳物，通過破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后進(jìn)入磨粉設(shè)備進(jìn)行細(xì)磨，篩選，把粒度F > F3的物料返回磨機(jī)進(jìn)行再次磨粉，使磨粉后的粒度F < F3 ；f把F < F3的物料和其他環(huán)節(jié)產(chǎn)生的F < F3的物料，再經(jīng)過浮選設(shè)備，浮選時加入浮選藥劑，使焦碳和非碳物分離開，焦碳經(jīng)多次浮選分離后進(jìn)行脫水、烘干形成純凈的干碳粉，并分離出非碳物；g把非碳物送入反應(yīng)釜，加入非碳物重量4 10倍的含氟鹽酸，再加熱溫度至50 IOO0C,攪拌反應(yīng)0. 5 3小時，再經(jīng)過過濾、脫液，把脫液后的物料進(jìn)行水洗，脫水，烘干，得到干的高純冰晶石；各步驟中，粒度的標(biāo)準(zhǔn)為F1 :12cm Hcm ；F2 :25mm :35mm ；F3 50目。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于所述的篩選設(shè)備指振動篩、圓筒篩、多層振動篩、組合圓筒篩吸塵篩之一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于所述的各篩選設(shè)備、粉碎設(shè)備都有配合的除塵設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于所述的破碎機(jī)指錘式破碎機(jī)、鄂式破碎機(jī)、對輥式破碎機(jī)、錐濕破碎機(jī)之一；所述的磨粉設(shè)備指渦流磨、振動磨、球磨機(jī)、對輥磨機(jī)之一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于所述的浮選藥劑指捕收劑、起泡劑、調(diào)整劑之一種或混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁陽極廢料分離回收方法，其特征在于所述的振動篩下側(cè)有收塵系統(tǒng)和儲料倉，振動篩孔可根據(jù)物料篩選要求的粒度來調(diào)整，振動篩為活動型， 一端固定在倉體一側(cè)，并有橡膠彈簧支撐，另一端安置在倉體橡膠彈墊上，并有活動軸與機(jī)體連接；振動篩由上端拉動定時為篩網(wǎng)上的物料進(jìn)行清理，振動篩拉至大于垂直角度后側(cè)， 使物料自動脫落為止，物料落至下端橡膠皮墊上，使大焦碳塊物料直徑或長度達(dá)到F ^ Fl, F > Fl的物料通過機(jī)下皮帶輸送機(jī)運至機(jī)外。
全文摘要
一種電解鋁陽極廢料分離回收方法，涉及廢料回收利用領(lǐng)域，a將廢料篩選分級，bF＞F1物料通過人工分選、色選機(jī)或光分選機(jī)分離成碳物和非碳物；c物料輸送中用磁選設(shè)備分離為磁性物與非磁性物；dF3≤F≤F2物料通過篩選分級后，通過各自電選設(shè)備提取出碳；eF＜F3物料和其他環(huán)節(jié)分離出的非碳物料，經(jīng)粉碎、浮選，分離為碳和非碳物；f把e的非碳物加入氟鹽酸反應(yīng)，得到粗冰晶石；g經(jīng)分選、水洗、脫水、烘干后得到較純凈的冰晶石。本發(fā)明的有益效果是運用光分選、色選、手選、磁選、電選、浮選、化學(xué)反應(yīng)等一系列工藝，完成廢料中各種物質(zhì)分離提純，使其達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求。整流程分選成本低、勞動力需求量小、實現(xiàn)了工業(yè)自動化流水生產(chǎn)。
文檔編號B09B3/00GK102389891SQ20111029723
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者巨鋒 申請人:巨鋒