一種回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，包括前處理、浮選分離、制備、后處理步驟，具體包括：將電解廢舊碳物料破碎，磁選去除鐵屑，將經(jīng)前處理后的電解廢舊碳物料分離得到底流產(chǎn)品和泡沫產(chǎn)品，將分離得到的底流產(chǎn)品經(jīng)過濾、除碳、破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉，將制備過程中產(chǎn)生的煙氣、廢水進行回收達標(biāo)排放處理。本發(fā)明以急需處理的廢物為原料，將各種資源全部回收利用，廢氣全部收集凈化處理，并且所生產(chǎn)的鋁用電解質(zhì)含水率低，有害雜質(zhì)含量少，是鋁電解生產(chǎn)的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產(chǎn)或冶金生產(chǎn)的染料。
【專利說明】—種回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于廢舊資源回收利用【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)鋁電解炭渣含電解質(zhì)量50-65%，含氟20%左右，屬于危險廢物，其產(chǎn)生量隨著電解鋁產(chǎn)量增加面增加。國內(nèi)鋁廠采用處理方法主要有填埋、作氧化鋁和水泥生產(chǎn)的補充燃料、化鐵爐的螢石替代用品以及浮選法分離回收碳和雜質(zhì)等方法。這些方法都有各自的不足，如填埋法環(huán)境風(fēng)險大、有價元素未利用，作為燃料受配套限制且有價元素未利用，浮選法產(chǎn)品質(zhì)量不合格，都末能實現(xiàn)持續(xù)規(guī)模生產(chǎn)。因此，開發(fā)一種能有效利用電解大修槽的廢舊物料生產(chǎn)電解質(zhì)回收碳的方法是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，包括前處理、浮選分離、制備、后處理步驟，具體包括:
Α、前處理:將電解鋁炭渣破碎，磁選去除鐵屑；
B、浮選分離:將經(jīng)前處理后的電解鋁炭渣分離得到底流產(chǎn)品和泡沫產(chǎn)品；
C、制備:將分離得到的底流產(chǎn)品經(jīng)過濾、除碳、破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉；
D、后處理:將制備過程中產(chǎn)生的煙氣、廢水進行回收達標(biāo)排放處理。
[0005]本發(fā)明以急需處理的廢物為原料，將各種資源全部回收利用，廢氣全部收集凈化處理，并且所生產(chǎn)的鋁用電解質(zhì)含水率低，有害雜質(zhì)含量少，是鋁電解生產(chǎn)的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產(chǎn)或冶金生產(chǎn)的染料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明，但不以任何方式對本發(fā)明加以限制，基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的任何變換或替換，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0008]本發(fā)明所述回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，包括前處理、浮選分離、制備、后處理步驟，具體包括:
Α、前處理:將電解鋁炭渣破碎，磁選去除鐵屑；
B、浮選分離:將經(jīng)前處理后的電解鋁炭渣分離得到底流產(chǎn)品和泡沫產(chǎn)品； C、制備:將分離得到的底流產(chǎn)品經(jīng)過濾、除碳、破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉；
D、后處理:將制備過程中產(chǎn)生的煙氣、廢水進行回收達標(biāo)排放處理。
[0009]A步驟所述的破碎粒度為100?150目。
[0010]B步驟所述的分離是使用浮選柱、浮選機、浮選劑中的一種進行分離。
[0011]所述的分離是使用微泡逆流式浮選柱進行分離。
[0012]C步驟所述的過濾為離心過濾、壓濾過濾中的一種。
[0013]C步驟所述的除碳是使用中頻感應(yīng)爐進行除碳。
[0014]D步驟所述煙氣的處理是采用二次噴淋吸收塔吸收，再經(jīng)鈣鹽一次處理和聚合氧化鋁二次處理后達標(biāo)排放。
[0015]D步驟所述廢水的處理是采用物理法、化學(xué)法或生物法中的一種或幾種進行處理。
[0016]本發(fā)明所述的回收利用電解鋁炭渣陰極碳塊生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，是將電解鋁炭渣投入顎式破碎機進行粗破，得到的物料再進入球磨機，磨成100目至150目的粉末。將料粉后送入調(diào)漿槽，再加入鹽酸調(diào)節(jié)PH至8-9，通過加水量控制料漿濃度為20%。配好的料漿進入微泡逆流接觸式浮選柱，按0.5Kg/噸比例加入捕收劑，根據(jù)泡沫厚度調(diào)整起泡劑加入量，根據(jù)氣泡速度控制好壓縮空氣量。經(jīng)過三次精選和一次掃選，得到的泡沫產(chǎn)品進入壓濾機，洗滌、過濾后，進入外熱式滾筒干燥器，在400°C下進行干燥后，冷卻即得到固定碳85%以上，灰分10以下，發(fā)熱值7000卡/克以上的碳粉，可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產(chǎn)。浮選柱中的水是可以循環(huán)使用的，泡沫產(chǎn)品的洗水含有氟，要收集進入廢水處理設(shè)施，與中頻爐煙氣一起處理，通過采用石灰一級處理加聚合氯化鋁二級處理實現(xiàn)廢水達標(biāo)排放，處理產(chǎn)生的渣主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0017]浮選底流料漿進入離心過濾機進行洗滌，過濾，離心脫水后得到含水約10%的物料，再進入中頻爐，升溫至1000 0C左右時物料全部熔融，此時物料中的雜質(zhì)碳粒分離出來，上浮至熔體表面，可人工將碳渣打撈出來，余下的熔體取出后冷卻，破碎即為合格的鋁用電解質(zhì)。打撈出來的碳渣返回球磨機再浮選。中頻爐產(chǎn)生的煙氣處理先進入二次噴淋吸收塔吸收，余下氣體再通過活性氧化鋁吸附塔吸附，排出的氣體經(jīng)檢測達標(biāo)排放。吸收塔中回收的廢水含有氟，也進入廢水處理設(shè)施，與泡沫產(chǎn)品洗水一起處理。
[0018]本發(fā)明工藝簡單，環(huán)境效益明顯，使用原料為急需處理的廢物，各種資源全部回收利用，氣體全部收集凈化處理。本發(fā)明所生產(chǎn)的鋁用電解質(zhì)含水低，有害雜質(zhì)少，是鋁電解生產(chǎn)的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產(chǎn)或冶金生產(chǎn)的燃料。
[0019]本發(fā)明所述的回收利用電解鋁炭渣電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，首先將電解鋁炭渣進行分選、破碎，篩分，得到100至150目的粉末。再對粉末進行磁選，消除破碎過程中設(shè)備及鐵工具帶入的鐵屑，液固比約為6:1，礦漿進入浮選機，加入專用浮選藥劑，通入壓縮空氣。在浮選機溢流口得到的碳粉，經(jīng)洗滌、干燥后成為固定碳70%以上、灰分20%以下、發(fā)熱值6000卡/克以上的碳粉，經(jīng)成型機擠壓成型，地窯烘焙后制作電解鋁陽極保護環(huán)。浮選、洗滌及廢氣處理產(chǎn)生的廢水都進入廢水處理設(shè)施，處理達標(biāo)后排放，處理產(chǎn)生的沉淀可作螢石使用。
[0020]混合物進行干燥后進入中頻爐，加入少量鋁金屬，在中頻爐還原鐵、硅等雜質(zhì)，因其比重大會沉在爐底，10%左右碳會浮在熔液表面，打撈后中間層即為工業(yè)可使用電解質(zhì)。中頻爐采用碳化硅坩堝，并根據(jù)熔化特點對其控制參數(shù)及部分電器元件進行調(diào)整，主要優(yōu)點為確保溫度控制及發(fā)熱均衡，更好的控制爐溫，且坩堝壽命長、輸出功率穩(wěn)定。煙氣處理采用水除塵吸收，回收的廢水含有氟，與浮選廢水一起處理。
[0021] 本發(fā)明的特點:
1、回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，包括下述步驟:
采用分級篩對電解炭渣進行分選，將炭渣中鐵工具、生活垃圾及廢陽極炭塊分開，破碎后進入磁選、浮選系統(tǒng)，得到普通碳粉與含90%電解質(zhì)的混合物，磁選去除破碎時設(shè)備及鐵工具帶入的鐵屑。
[0022]2、混合物進行干燥后進入中頻爐，加入少量鋁金屬，在中頻爐還原鐵、硅等雜質(zhì)，因其比重大會沉在爐底，10%左右碳會浮在熔液表面，打撈后中間層即為工業(yè)可使用電解質(zhì)。中頻爐采用碳化硅坩堝，在坩堝中部增設(shè)一石墨棒，并根據(jù)熔化特點對其控制參數(shù)及部分電器元件進行調(diào)整，主要優(yōu)點為確保溫度控制及發(fā)熱均衡，更好的控制爐溫，且坩堝壽命長、輸出功率穩(wěn)定，反應(yīng)溫度為1100 - 1200°C，反應(yīng)時間為18 - 25分，煙氣采用水除塵回收，回收廢水與浮選廢水一并處理。
[0023]3、分離的普通碳粉用成型機擠壓成型，地窯烘焙后制作電解鋁陽極保護環(huán)。
[0024]前述步驟中操作除浮選需浮選藥劑外無需添加其他任何原料。
[0025]4、本方法采用設(shè)備均為市面普通設(shè)備，流程短投資少，低成本充分回收利用電解炭渣，分離產(chǎn)品均達到電解鋁廠工業(yè)使用需求。
[0026]實施例1
將原料電解鋁炭渣IOOKg投入顎式破碎機進行破碎，再進入球磨機破碎過100-150目篩，磁選除去鐵屑，加入柴油2.1Kg煤浮選GF油0.7Kg 一起進入微泡逆流式浮選柱分離得到底流產(chǎn)品65Kg和泡沫產(chǎn)品35Kg，底流產(chǎn)品經(jīng)離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應(yīng)爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經(jīng)錘式破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)63.5Kg，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉34Kg。制備過程中產(chǎn)生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然后經(jīng)過活性氧化鋁吸附塔排放，廢水經(jīng)沉淀回收循環(huán)利用且達標(biāo)排放，處理產(chǎn)生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0027]經(jīng)檢測，電解質(zhì)含碳量為1.6%，碳粉固定碳含量為76%，灰分為4.3%，發(fā)熱值為4579卡/克。
[0028]實施例2
將原料電解鋁炭渣IOOKg投入顎式破碎機進行破碎，再進入球磨機破碎過100-150目篩，磁選除去鐵屑，加入柴油2.2Kg煤浮選GF油0.8Kg 一起進入微泡逆流式浮選柱分離得到底流產(chǎn)品62Kg和泡沫產(chǎn)品38Kg，底流產(chǎn)品經(jīng)離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應(yīng)爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經(jīng)錘式破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)61Kg，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉37.5Kg。制備過程中產(chǎn)生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然后經(jīng)過活性氧化鋁吸附塔排放，廢水經(jīng)沉淀回收循環(huán)利用且達標(biāo)排放，處理產(chǎn)生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0029]經(jīng)檢測，電解質(zhì)含碳量為1.4%，碳粉固定碳含量為75%，灰分為3.8%，發(fā)熱值為4615卡/克。[0030]實施例3
將原料電解鋁炭渣IOOKg投入顎式破碎機進行破碎，再進入球磨機破碎過100-150目篩，磁選除去鐵屑，加入柴油2.1Kg煤浮選GF油0.7Kg 一起進入微泡逆流式浮選柱分離得到底流產(chǎn)品59Kg和泡沫產(chǎn)品41Kg，底流產(chǎn)品經(jīng)離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應(yīng)爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經(jīng)錘式破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)58Kg，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉40Kg。制備過程中產(chǎn)生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然后經(jīng)過活性氧 化鋁吸附塔排放，廢水經(jīng)沉淀回收循環(huán)利用且達標(biāo)排放，處理產(chǎn)生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0031]經(jīng)檢測，電解質(zhì)含碳量為1.5%，碳粉固定碳含量為75%，灰分為4.6%，發(fā)熱值為4586卡/克。
【權(quán)利要求】
1.一種回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于包括前處理、浮選分離、制備、后處理步驟，具體包括: A、前處理:將電解鋁炭渣破碎，磁選去除鐵屑； B、浮選分離:將經(jīng)前處理后的電解鋁炭渣分離得到底流產(chǎn)品和泡沫產(chǎn)品； C、制備:將分離得到的底流產(chǎn)品經(jīng)過濾、除碳、破碎得到目標(biāo)物鋁用電解質(zhì)，分離得到的泡沫產(chǎn)品經(jīng)壓濾、干燥得到目標(biāo)物碳粉； D、后處理:將制備過程中產(chǎn)生的煙氣、廢水進行回收達標(biāo)排放處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于A步驟所述的破碎粒度為100-150目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于B步驟所述的分離是使 用浮選柱、浮選機的一種進行分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于所述的分離是使用微泡逆流式浮選柱進行分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于C步驟所述的過濾為離心過濾、壓濾過濾中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于C步驟所述的除碳是使用中頻感應(yīng)爐進行除碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于D步驟所述煙氣的處理是采用二次噴淋吸收塔吸收，再經(jīng)鈣鹽一次處理和聚合氧化鋁二次處理后達標(biāo)排放。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產(chǎn)鋁用電解質(zhì)并回收碳的方法，其特征在于D步驟所述廢水的處理是采用物理法、化學(xué)法或生物法中的一種或幾種進行處理。
【文檔編號】B09B5/00GK103949459SQ201410144571
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】鄒彪 申請人:云南藍天鋁業(yè)環(huán)?？萍加邢薰?br>