一種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法
2023-07-25 02:15:36
一種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法
【專利摘要】本發明公開了一種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，包括前處理、浮選分離、製備、後處理步驟，具體包括：將電解廢舊碳物料破碎，磁選去除鐵屑，將經前處理後的電解廢舊碳物料分離得到底流產品和泡沫產品，將分離得到的底流產品經過濾、除碳、破碎得到目標物鋁用電解質，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉，將製備過程中產生的煙氣、廢水進行回收達標排放處理。本發明以急需處理的廢物為原料，將各種資源全部回收利用，廢氣全部收集淨化處理，並且所生產的鋁用電解質含水率低，有害雜質含量少，是鋁電解生產的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產或冶金生產的染料。
【專利說明】—種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於廢舊資源回收利用【技術領域】，具體涉及一種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法。
【背景技術】
[0002]目前國內鋁電解炭渣含電解質量50-65%，含氟20%左右，屬於危險廢物，其產生量隨著電解鋁產量增加面增加。國內鋁廠採用處理方法主要有填埋、作氧化鋁和水泥生產的補充燃料、化鐵爐的螢石替代用品以及浮選法分離回收碳和雜質等方法。這些方法都有各自的不足，如填埋法環境風險大、有價元素未利用，作為燃料受配套限制且有價元素未利用，浮選法產品質量不合格，都末能實現持續規模生產。因此，開發一種能有效利用電解大修槽的廢舊物料生產電解質回收碳的方法是非常必要的。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在於提供一種工藝簡單、產品質量好的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法。
[0004]本發明的目的是這樣實現的，包括前處理、浮選分離、製備、後處理步驟，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:將經前處理後的電解鋁炭渣分離得到底流產品和泡沫產品；
C、製備:將分離得到的底流產品經過濾、除碳、破碎得到目標物鋁用電解質，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉；
D、後處理:將製備過程中產生的煙氣、廢水進行回收達標排放處理。
[0005]本發明以急需處理的廢物為原料，將各種資源全部回收利用，廢氣全部收集淨化處理，並且所生產的鋁用電解質含水率低，有害雜質含量少，是鋁電解生產的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產或冶金生產的染料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本發明工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0007]下面結合附圖對本發明作進一步的說明，但不以任何方式對本發明加以限制，基於本發明教導所作的任何變換或替換，均屬於本發明的保護範圍。
[0008]本發明所述回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，包括前處理、浮選分離、製備、後處理步驟，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:將經前處理後的電解鋁炭渣分離得到底流產品和泡沫產品； C、製備:將分離得到的底流產品經過濾、除碳、破碎得到目標物鋁用電解質，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉；
D、後處理:將製備過程中產生的煙氣、廢水進行回收達標排放處理。
[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爐進行除碳。
[0014]D步驟所述煙氣的處理是採用二次噴淋吸收塔吸收，再經鈣鹽一次處理和聚合氧化鋁二次處理後達標排放。
[0015]D步驟所述廢水的處理是採用物理法、化學法或生物法中的一種或幾種進行處理。
[0016]本發明所述的回收利用電解鋁炭渣陰極碳塊生產鋁用電解質並回收碳的方法，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。將料粉後送入調漿槽，再加入鹽酸調節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，根據泡沫厚度調整起泡劑加入量，根據氣泡速度控制好壓縮空氣量。經過三次精選和一次掃選，得到的泡沫產品進入壓濾機，洗滌、過濾後，進入外熱式滾筒乾燥器，在400°C下進行乾燥後，冷卻即得到固定碳85%以上，灰分10以下，發熱值7000卡/克以上的碳粉，可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產。浮選柱中的水是可以循環使用的，泡沫產品的洗水含有氟，要收集進入廢水處理設施，與中頻爐煙氣一起處理，通過採用石灰一級處理加聚合氯化鋁二級處理實現廢水達標排放，處理產生的渣主要成份為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，離心脫水後得到含水約10%的物料，再進入中頻爐，升溫至1000 0C左右時物料全部熔融，此時物料中的雜質碳粒分離出來，上浮至熔體表面，可人工將碳渣打撈出來，餘下的熔體取出後冷卻，破碎即為合格的鋁用電解質。打撈出來的碳渣返回球磨機再浮選。中頻爐產生的煙氣處理先進入二次噴淋吸收塔吸收，餘下氣體再通過活性氧化鋁吸附塔吸附，排出的氣體經檢測達標排放。吸收塔中回收的廢水含有氟，也進入廢水處理設施，與泡沫產品洗水一起處理。
[0018]本發明工藝簡單，環境效益明顯，使用原料為急需處理的廢物，各種資源全部回收利用，氣體全部收集淨化處理。本發明所生產的鋁用電解質含水低，有害雜質少，是鋁電解生產的理想原料，浮選出來的碳粉可用作鋁電解槽底糊或底部碳塊生產或冶金生產的燃料。
[0019]本發明所述的回收利用電解鋁炭渣電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，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，經洗滌、乾燥後成為固定碳70%以上、灰分20%以下、發熱值6000卡/克以上的碳粉，經成型機擠壓成型，地窯烘焙後製作電解鋁陽極保護環。浮選、洗滌及廢氣處理產生的廢水都進入廢水處理設施，處理達標後排放，處理產生的沉澱可作螢石使用。
[0020]混合物進行乾燥後進入中頻爐，加入少量鋁金屬，在中頻爐還原鐵、矽等雜質，因其比重大會沉在爐底，10%左右碳會浮在熔液表面，打撈後中間層即為工業可使用電解質。中頻爐採用碳化矽坩堝，並根據熔化特點對其控制參數及部分電器元件進行調整，主要優點為確保溫度控制及發熱均衡，更好的控制爐溫，且坩堝壽命長、輸出功率穩定。煙氣處理採用水除塵吸收，回收的廢水含有氟，與浮選廢水一起處理。
[0021] 本發明的特點:
1、回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，包括下述步驟:
採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，破碎後進入磁選、浮選系統，得到普通碳粉與含90%電解質的混合物，磁選去除破碎時設備及鐵工具帶入的鐵屑。
[0022]2、混合物進行乾燥後進入中頻爐，加入少量鋁金屬，在中頻爐還原鐵、矽等雜質，因其比重大會沉在爐底，10%左右碳會浮在熔液表面，打撈後中間層即為工業可使用電解質。中頻爐採用碳化矽坩堝，在坩堝中部增設一石墨棒，並根據熔化特點對其控制參數及部分電器元件進行調整，主要優點為確保溫度控制及發熱均衡，更好的控制爐溫，且坩堝壽命長、輸出功率穩定，反應溫度為1100 - 1200°C，反應時間為18 - 25分，煙氣採用水除塵回收，回收廢水與浮選廢水一併處理。
[0023]3、分離的普通碳粉用成型機擠壓成型，地窯烘焙後製作電解鋁陽極保護環。
[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、本方法採用設備均為市面普通設備，流程短投資少，低成本充分回收利用電解炭渣，分離產品均達到電解鋁廠工業使用需求。
[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品65Kg和泡沫產品35Kg，底流產品經離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經錘式破碎得到目標物鋁用電解質63.5Kg，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉34Kg。製備過程中產生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然後經過活性氧化鋁吸附塔排放，廢水經沉澱回收循環利用且達標排放，處理產生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0027]經檢測，電解質含碳量為1.6%，碳粉固定碳含量為76%，灰分為4.3%，發熱值為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品62Kg和泡沫產品38Kg，底流產品經離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經錘式破碎得到目標物鋁用電解質61Kg，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉37.5Kg。製備過程中產生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然後經過活性氧化鋁吸附塔排放，廢水經沉澱回收循環利用且達標排放，處理產生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0029]經檢測，電解質含碳量為1.4%，碳粉固定碳含量為75%，灰分為3.8%，發熱值為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品59Kg和泡沫產品41Kg，底流產品經離心過濾，用中頻爐除碳，中頻感應爐功率控制在350KW，除炭時間約為8-10分鐘，經錘式破碎得到目標物鋁用電解質58Kg，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉40Kg。製備過程中產生的煙氣先二次噴淋吸收塔吸收，然後經過活性氧 化鋁吸附塔排放，廢水經沉澱回收循環利用且達標排放，處理產生的洛主要成份為CaF2,可作為螢石使用。
[0031]經檢測，電解質含碳量為1.5%，碳粉固定碳含量為75%，灰分為4.6%，發熱值為4586卡/克。
【權利要求】
1.一種回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於包括前處理、浮選分離、製備、後處理步驟，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:將經前處理後的電解鋁炭渣分離得到底流產品和泡沫產品； C、製備:將分離得到的底流產品經過濾、除碳、破碎得到目標物鋁用電解質，分離得到的泡沫產品經壓濾、乾燥得到目標物碳粉； D、後處理:將製備過程中產生的煙氣、廢水進行回收達標排放處理。
2.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於A步驟所述的破碎粒度為100-150目。
3.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於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.根據權利要求1或3所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於所述的分離是使用微泡逆流式浮選柱進行分離。
5.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於C步驟所述的過濾為離心過濾、壓濾過濾中的一種。
6.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於C步驟所述的除碳是使用中頻感應爐進行除碳。
7.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於D步驟所述煙氣的處理是採用二次噴淋吸收塔吸收，再經鈣鹽一次處理和聚合氧化鋁二次處理後達標排放。
8.根據權利要求1所述的回收利用電解鋁炭渣生產鋁用電解質並回收碳的方法，其特徵在於D步驟所述廢水的處理是採用物理法、化學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 優先權日:2014年1月25日
【發明者】鄒彪 申請人:雲南藍天鋁業環保科技有限公司