一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，屬于鋁電解固廢資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明將鋁電解廢舊陰極炭塊破碎粉磨后通過(guò)超聲波預(yù)處理，預(yù)處理粉料通過(guò)浮選得到電解質(zhì)渣和炭渣，浮選廢水回用；電解質(zhì)渣經(jīng)微波加熱除去炭雜質(zhì)得到純度高的電解質(zhì)粉，炭渣通過(guò)加壓堿浸除去可溶物得到純度高的炭粉；堿浸濾液調(diào)整pH產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾得到電解質(zhì)，濾液回用。本發(fā)明通過(guò)超聲波預(yù)處理、微波加熱和加壓堿浸技術(shù)的協(xié)同輔助作用，實(shí)現(xiàn)了鋁電解廢舊陰極高效綜合回收利用。本發(fā)明工藝設(shè)計(jì)合理、有價(jià)物質(zhì)回收率高、所得產(chǎn)物純度高、處理速率快、不產(chǎn)生二次污染，適于工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】
一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，屬于鋁電解固廢資源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)鋁電解行業(yè)的不斷發(fā)展，作為其主要固體廢棄物的廢舊陰極炭塊排放量也在逐年增加。資料表明，每生產(chǎn)It電解鋁，會(huì)產(chǎn)生約1kg的廢舊陰極炭塊。以此計(jì)算，我國(guó)僅2015年產(chǎn)生的鋁電解廢舊陰極炭塊就達(dá)30萬(wàn)t以上。
[0003]鋁電解槽廢舊陰極炭塊是一種富含炭和電解質(zhì)的可用資源。堆存或填埋，不僅不能從根本上消除鋁電解廢舊陰極材料的毒性和腐蝕性危害，而且造成了資源浪費(fèi)。隨著礦物資源的不斷減少以及環(huán)保要求的不斷提高，鋁電解槽廢舊陰極炭塊的綜合利用已成為必然趨勢(shì)。
[0004]Diego F.Lisbona[1]等人研究了用硝酸鋁和硝酸溶液浸出廢槽襯。初步水洗后，60°(:下用0.361的厶1(勵(lì)3)3.9H20和0.5M的HNO3溶液溶解SPL，可提取含氟總量的96.3% ,MgF2中全部的Mg和CaF2中90%的Ca被除去。0.5M的HNO3溶液60°C下可以將鐵除去，0.2M的HNO3溶液60°C下可以將OT提取，在洗滌液中以鹽的形式沉淀，沉淀有催化作用。
[0005]劉志東[2]釆用堿浸浮選法對(duì)廢舊陰極進(jìn)行處理，在加熱攪拌條件下用NaOH溶液對(duì)廢舊陰極進(jìn)行浸出，浸出渣釆用浮選法處理得到純度為95.21 %的炭和純度為95%的電解質(zhì)，浸出液與鹽酸反應(yīng)獲得較純冰晶石。浸出廢液及多次循環(huán)后的浮選廢水用漂白粉處理分解氰化物并回收CaF2，可以達(dá)標(biāo)排放。
[0006]專利CN102978659A公開(kāi)了一種電解槽大修槽渣的深度資源化綜合利用方法，其特征在于，對(duì)電解槽大修槽渣進(jìn)行分選，分別得到電解質(zhì)塊料、陰極棒、廢陰極炭塊、廢耐火磚、廢保溫磚、廢絕熱板、廢扎糊，以及剩余的混合渣料;對(duì)分選的塊料分別進(jìn)行水浸，選出塊料后再次破碎、水浸，選出的塊料進(jìn)行回收，剩余的粉料磨粉、浮選，選出其中的碳粉、耐火材料粉料，其余的粉料制作冶金造渣劑。
[0007]專利CN101480658A公開(kāi)了一種綜合利用鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，包括以下步驟:(I)將廢舊陰極炭塊破碎、磨礦處理；(2)磨礦后，調(diào)節(jié)礦漿的濃度和pH值;然后采用浮選設(shè)備進(jìn)行浮選處理，分離廢舊陰極炭塊中的電解質(zhì)和炭；(3)采用鋁鹽溶液浸出浮選所得碳產(chǎn)品中的電解質(zhì)，進(jìn)一步提高碳產(chǎn)品的品位；(4)將磨礦廢水、浮選廢水和浸出液混合，加入CaO和CaCl 2沉淀回收混合液中的鋁和氟。
[0008]專利CN105062460A公開(kāi)了一種利用廢電解槽的絕緣側(cè)壁制備石油支撐劑的方法，涉及電解鋁廢電解槽的再利用制備石油支撐劑的方法，所述方法包括以下過(guò)程:將廢電解槽的絕緣側(cè)壁從電解槽中拆分后，經(jīng)揀選、分離、用次氯酸鈉的水溶性處理后，消除廢側(cè)壁中的F——和Cf，然后進(jìn)行粗破碎，經(jīng)過(guò)酸洗，回收其中的AIF3，然后進(jìn)行細(xì)破碎，整形、篩分水洗和烘干處理，制備出石油支撐劑。
[0009]專利CN公開(kāi)了 105327933A—種基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，將廢槽襯破碎、磨細(xì)至粒度1-1Omm后，加入氧化反應(yīng)池中；按理論反應(yīng)值的1.2-2.0倍加入次氯酸鈉溶液，控制弱堿性的pH值7.0-8.5，危險(xiǎn)元素氰化物與次氯酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被除去，反應(yīng)時(shí)間為0.5-1.0小時(shí);通過(guò)防腐篩網(wǎng)過(guò)濾氧化反應(yīng)后的殘?jiān)?，置于沉淀反?yīng)池中；將濃度為飽和濃度值0.8-1.0倍的石灰水加入沉淀反應(yīng)池中，浸泡殘?jiān)?.0-1.5小時(shí)，使之結(jié)合氟化物反應(yīng)生成難溶的CaF2,沉淀反應(yīng)后通過(guò)防腐篩網(wǎng)過(guò)濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料;濾后的最終殘?jiān)?，己?jīng)實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化，可作為原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行業(yè)。
[00?0] 參考文獻(xiàn)
[0011][I]Diego F.Lisbona,Christopher Somereld,Karen M.Steel.Leaching ofspent pot-lining with aluminium nitrate and nitric acid:Effect of react1ncondit1ns and thermodynamic modelling of solut1n speciat1n[J].Hydrometallurgy ,2013(134-135):132-143
[0012][2]劉志東.鋁電解槽廢舊陰極綜合利用研究[D].昆明，昆明理工大學(xué)，2012
[0013]當(dāng)前適用于工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)于鋁電解廢舊陰極炭塊的回收處理工藝并不多，而且存在的某些弊端也制約了工藝的進(jìn)一步推廣，這些弊端主要包括工藝周期長(zhǎng)、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、有價(jià)物質(zhì)不能有效回收、處理成本高、環(huán)保壓力大、能耗高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法。
[0015]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，包括下述步驟:
[0016]步驟一
[0017]將鋁電解槽廢舊陰極炭塊破碎，得到備用顆粒；
[0018]步驟二
[0019]將步驟一所得備用顆粒與水配成漿體通過(guò)超聲波預(yù)處理，預(yù)處理后物料進(jìn)行浮選，浮選得到炭渣、電解質(zhì)渣和廢水，廢水返回浮選過(guò)程循環(huán)使用；
[0020]步驟三
[0021]將步驟二所得電解質(zhì)渣微波輻射加熱，得到電解質(zhì)粉；
[0022]步驟四
[0023]將步驟二所得炭渣進(jìn)行堿液浸出，過(guò)濾，得到炭粉和濾液；
[0024]步驟五
[0025]將步驟四所得濾液調(diào)整PH，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾分離得到濾渣和尾液，所得尾液返回步驟二和步驟四。
[0026]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟一中，所述備用顆粒中，粒徑小于200目的顆粒占備用顆?？傎|(zhì)量的50 % -100 %。
[0027]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟二中，所述備用顆粒與水配成漿體，液固比為1-3:1;所述超聲波頻率選擇25-40KHZ、優(yōu)選40KHz，功率50-600W、優(yōu)選200-400W，超聲波處理時(shí)間 5_60min、優(yōu)選 15_40min。
[0028]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，將步驟一所得備用顆粒與水混合進(jìn)行調(diào)漿，得到預(yù)選漿料;對(duì)預(yù)選漿料進(jìn)行浮選，得到炭渣、電解質(zhì)渣;所述預(yù)選楽料中，固體占預(yù)選楽料總質(zhì)量的10%-50%。
[0029]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，所述浮選過(guò)程所用藥劑包括捕收劑、起泡劑、抑制劑;所述捕收劑為煤油和/或柴油;所述起泡劑為2號(hào)油;所述抑制劑為水玻璃。
[0030]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，所述浮選過(guò)程為一步粗選。
[0031]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，所述捕收劑按每噸廢舊陰極炭塊加入200_600g的比例加入;所述起泡劑按每噸廢舊陰極炭塊加入20-100g的比例加入;所述抑制劑按每噸廢舊陰極炭塊加入200-500g的比例加入。
[0032]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟三中，將步驟二所得電解質(zhì)渣微波輻射加熱，功率200-1000W、優(yōu)選500-700W，時(shí)間5-30min、優(yōu)選10-20min;微波加熱可以除去電解質(zhì)渣中的炭雜質(zhì)得到純度高的電解質(zhì)粉。
[0033]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟四中，將步驟二所得炭渣加入堿液中，在高壓釜中加壓浸出，浸出后過(guò)濾，得到濾渣炭粉和濾液;所述堿性溶液中O『的濃度為1-5mol/L、優(yōu)選為3-5mo 1/L。
[0034]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，將炭渣加入堿性溶液中加壓浸出時(shí)，控制浸出溫度為100-300 0C，優(yōu)選150-200 °C ；控制浸出時(shí)間為30-180min，優(yōu)選30_60min ；控制液固質(zhì)量比為5_10:1 ；控制攪拌速率200_800r/min ；
[0035]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟四中，所述堿液的溶質(zhì)選自Na0H、K0H、Li0H、Rb0H中的至少一種，優(yōu)先選擇NaOH。
[0036]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟五中，調(diào)整步驟四所得濾液pH = 9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾分離得到濾渣和尾液，濾渣為電解質(zhì)粉體，尾液返回步驟二和步驟四重復(fù)利用。
[0037]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，步驟五中，添加氫氧化鈉或硫酸調(diào)整pH值。
[0038]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，尾液不需要處理即可返回堿浸過(guò)程重復(fù)使用。
[0039]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，所得炭粉的純度大于等于96.76%，碳的回收率大于等于95.22%。
[0040]本發(fā)明一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，整個(gè)工藝周期為80min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0041]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0042]1.浮選處理將炭和電解質(zhì)初步分離，減少了堿浸過(guò)程中堿的消耗量，縮短了堿浸時(shí)間。
[0043]2.步驟三和步驟四過(guò)程工藝簡(jiǎn)單、操作便利、原料價(jià)格低廉，得到的產(chǎn)物純度高，經(jīng)濟(jì)效益好。
[0044]3.微波加熱和加壓浸出技術(shù)的應(yīng)用，加速了工序反應(yīng)速度，不僅縮短了反應(yīng)時(shí)間，還意外地顯著提高了產(chǎn)物炭粉的純度。
[0045]總之，本發(fā)明在各個(gè)工藝的協(xié)同作用下，尤其是超聲波預(yù)處理技術(shù)、微波輻射加熱技術(shù)和加壓浸出技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了鋁電解廢舊陰極炭塊中有價(jià)物質(zhì)的高效回收。
【附圖說(shuō)明】
[0046]圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
[0048]實(shí)施例1
[0049]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊100g，主要元素含量為(wt%):C70.9,Al8.23、0 7.55、F 5.38、Na 4.57。
[0050]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占90%，與水按液固比2:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率40KHz，超聲波處理時(shí)間20min，功率200W。
[0051]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度25%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量320g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量400g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量40g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為77.23g和22.61g。
[0052]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率600W，輻射時(shí)間lOmin，得到19.25g電解質(zhì)粉。
[0053]按液固比7:1將炭渣加入NaOH濃度3mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫180 °C，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時(shí)間30min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到69.83g純度96.76%的炭粉。
[0054]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0055]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于95.22%，工藝周期為SOmin(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0056]對(duì)比例I
[0057]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊100g，主要元素含量為(wt%):C70.9,Al8.23、0 7.55、F 5.38、Na 4.57。
[0058]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占90%，按質(zhì)量濃度25%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量320g/t廢舊陰極；捕收劑為煤油，用量400g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量40g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為80.4g和17.12g。
[0059]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率600W，輻射時(shí)間lOmin，得到9.06g電解質(zhì)粉。
[0060]按液固比7:1將炭渣加入NaOH濃度3mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫1800C，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時(shí)間150min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到68.928純度91.06%的炭粉。
[0061]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0062]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于88.46%，工藝周期為ISOmin(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0063]對(duì)比例2
[0064]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊100g，主要元素含量為(wt%):C70.9,Al8.23、0 7.55、F 5.38、Na 4.57。
[0065]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占90%，與水按液固比2:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率40KHz，超聲波處理時(shí)間20min，功率200W。
[0066]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度25%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量320g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量400g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量40g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為80.92g和16.71g。
[0067]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率600W，輻射時(shí)間lOmin，得到8.5g電解質(zhì)粉。
[0068]按液固比7:1將炭渣加入NaOH濃度3mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在水浴鍋中加壓條件下進(jìn)行，恒溫1000C，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時(shí)間ISOmin，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到68.73g純度90.63 %的炭粉。
[0069]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0070]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于87.83%，工藝周期為210min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0071]實(shí)施例2
[0072]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊300g，主要元素含量為(wt%):C70.9,Al8.23、0 7.55、F 5.38、Na 4.57。
[0073]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占100%，與水按液固比3:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率40ΚΗζ，超聲波處理時(shí)間5min，功率600W。
[0074]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度10%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量200g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量600g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量20g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為227.07g和66.73g。
[0075]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率200W，輻射時(shí)間30min，得到56.1lg的電解質(zhì)粉。
[0076]按液固比10:1將炭渣加入NaOH濃度5mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫1000C，攪拌速度SOOrpm，反應(yīng)時(shí)間ISOmin，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到209.74g純度96.32%的炭粉。
[0077]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0078]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于94.97%，工藝周期約為220min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0079]實(shí)施例3
[0080]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊1000g，主要元素含量為(wt%):C70.9,Al8.23、07.55、F 5.38、Na 4.57。
[0081]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占50%，與水按液固比1:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率25KHz，超聲波處理時(shí)間40min，功率400W。
[0082]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度30%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量320g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量200g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量100g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為765.93g和213.37g。
[0083]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率800W，輻射時(shí)間lOmin，得到178.36g電解質(zhì)粉。
[0084]按液固比7:1將炭渣加入NaOH濃度2mol/L的堿溶液中堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫180°C，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時(shí)間60min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到701.12g純度96.13%的炭粉。
[0085]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液pH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0086]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于95.06%，工藝周期為130min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0087]實(shí)施例4
[0088]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊100g，主要元素含量為(wt%):C48.86,Al14.02、0 13.97、F 11.08、Na 7.58。
[0089]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占90%，與水按液固比2:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率40KHz，超聲波處理時(shí)間60min，功率50W。
[0090]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度35%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量500g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量400g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量20g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為51.9g和45.92g。
[0091 ]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率1000W，輻射時(shí)間5min，得到43.54g電解質(zhì)粉。
[0092]按液固比5:1將炭渣加入NaOH濃度3mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫2000C，攪拌速度700rpm，反應(yīng)時(shí)間120min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得到48.0lg純度96.28%的炭粉。
[0093]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0094]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于94.55%，工藝周期為210min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0095]實(shí)施例5
[0096]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊300g，主要元素含量為(wt%):C48.86,Al14.02、0 13.97、F 11.08、Na 7.58。
[0097]將廢舊陰極炭塊破碎粉磨至-200目占90%，與水按液固比2:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率40KHz，超聲波處理時(shí)間20min，功率200W。
[0098]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度25%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量320g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量400g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量40g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為157.02g和137.05g。
[0099]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率600W，輻射時(shí)間lOmin，得到128.41g電解質(zhì)粉。
[0100]按液固比10:1將炭渣加入NaOH濃度3mol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫3000C，攪拌速度200rpm，反應(yīng)時(shí)間60min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得至IJ143.17g純度96.51 %的炭粉。
[0101]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液pH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0102]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于94.25%，工藝周期為IlOmin(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
[0103]實(shí)施例6
[0104]取國(guó)內(nèi)某廠鋁電解槽廢舊陰極炭塊lOOOg，主要元素含量為(wt%):C48.86,Al14.02、0 13.97、F 11.08、Na 7.58。
[0105]將廢舊陰極炭塊破碎粉墨至-200目占90%，與水按液固比2:1配成漿體進(jìn)行超聲波預(yù)處理，超聲波頻率25KHz，超聲波處理時(shí)間30min，功率400W。
[0106]將超聲波預(yù)處理后的料漿按質(zhì)量濃度50%與水配成礦漿，通過(guò)單槽浮選機(jī)進(jìn)行粗選。浮選抑制劑為水玻璃，用量400g/t廢舊陰極;捕收劑為煤油，用量600g/t廢舊陰極;起泡劑為2號(hào)油，用量100g/t廢舊陰極。浮選泡沫和底流用水清洗后干燥稱重，得到炭渣和電解質(zhì)渣分別為525.16g和454.83g。
[0107]電解質(zhì)渣平鋪在瓷舟中，進(jìn)行微波輻射加熱;微波輻射功率600W，輻射時(shí)間lOmin，得到428.6 Ig電解質(zhì)粉。
[0108]按液固比7:1將炭渣加入NaOH濃度lmol/L的堿溶液中，堿浸過(guò)程在高壓釜中加壓條件下進(jìn)行，恒溫180 0C，攪拌速度600rpm，反應(yīng)時(shí)間90min，過(guò)濾得到炭粉和濾液，干燥后得至IJ479.73g純度96.33 %的炭粉。
[0109]向堿浸濾液中添加氫氧化鈣調(diào)整溶液PH=9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾。濾渣為電解質(zhì)粉體，濾液返回堿浸工序。
[0110]整個(gè)處理過(guò)程炭回收率大于等于94.58%，工藝周期為150min(不包括破碎備料和干燥時(shí)間)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟一 將鋁電解槽廢I日陰極炭塊破碎，得到備用顆粒； 步驟二 將步驟一所得備用顆粒與水配成漿體通過(guò)超聲波預(yù)處理，預(yù)處理后物料進(jìn)行浮選，浮選得到炭渣、電解質(zhì)渣和廢水，廢水返回浮選過(guò)程循環(huán)使用； 步驟三 將步驟二所得電解質(zhì)渣微波輻射加熱，得到電解質(zhì)粉； 步驟四 將步驟二所得炭渣進(jìn)行加壓堿液浸出，過(guò)濾，得到炭粉和濾液； 步驟五 將步驟四所得濾液調(diào)整PH，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾分離得到濾渣和尾液，所得尾液返回步驟二和步驟四重復(fù)利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟一中，所述備用顆粒中，粒徑小于200目的顆粒占備用顆?？傎|(zhì)量的 50%-100%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟二中，所述備用顆粒與水配成漿體，液固比為1-3:1;所述超聲波頻率選擇25-40KHz，功率50-600W，處理時(shí)間5_60min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟二中，將超聲波處理后礦漿與水配成待選礦漿進(jìn)行浮選，得到炭渣、電解質(zhì)渣;所述待選漿料中，固體占預(yù)選漿料總質(zhì)量的10%_50%;所述浮選過(guò)程為一步粗選。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，所述浮選過(guò)程所用藥劑包括捕收劑、起泡劑、抑制劑;所述捕收劑為煤油和/或柴油;所述起泡劑為2號(hào)油;所述抑制劑為水玻璃。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，所述捕收劑按每噸廢舊陰極炭塊加入200-600g的比例加入;所述起泡劑按每噸廢舊陰極炭塊加入20-100g的比例加入;所述抑制劑按每噸廢舊陰極炭塊加入200-500g的比例加入。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟三中，將步驟二所得電解質(zhì)渣微波加熱，功率200-1000W，時(shí)間5-30min，得到電解質(zhì)粉。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟四中，將步驟二所得炭渣加入堿性溶液中，在高壓釜中加壓浸出，浸出后過(guò)濾，得到濾渣和濾液;所述堿性溶液中O『的濃度為l-5mol/L。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，將炭渣加入堿性溶液中加壓浸出時(shí)，控制浸出溫度為100-300°C;控制浸出時(shí)間為30-180min ；控制液固質(zhì)量比為5_10:1 ；控制攪拌速率200_800r/min ；所述堿性溶液的溶質(zhì)選自NaOH、KOH、L1H、RbOH中的至少一種。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲波輔助浮選加壓堿浸綜合回收鋁電解廢舊陰極炭塊的方法，其特征在于，步驟五中，調(diào)整步驟四所得濾液pH = 9，產(chǎn)生沉淀，過(guò)濾分離得到濾渣和尾液，尾液返回步驟二和步驟四重復(fù)利用。
【文檔編號(hào)】C25C3/12GK106077038SQ201610499122
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】肖勁, 袁杰, 田忠良, 楊凱, 仲奇凡, 黃金堤, 余柏烈, 賴延清, 李劼
【申請(qǐng)人】中南大學(xué)