一種鋁電解廢舊陰極選分方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋁電解廢舊陰極選分方法。該方法包括對分揀后的廢舊陰極進(jìn)行破碎混勻處理，得到廢舊陰極碎塊；將廢舊陰極碎塊磨碎得到碎礦；用水浸泡碎礦，之后固液分離得到溶出后的礦體；對溶出后的礦體進(jìn)行浮選處理，分別得到碳產(chǎn)品和電解質(zhì)產(chǎn)品。該方法對廢舊陰極采用破碎、混勻后再磨礦的方式，可以保證處理物料組成等的均勻性，有利于提高處理效果，同時(shí)對磨碎的廢舊陰極材料采用溶出處理，溶解分離可溶部分，消除其對后續(xù)浮選作業(yè)的影響，溶出處理后的廢舊陰極料無需調(diào)節(jié)PH，可直接進(jìn)行浮選。本發(fā)明的方法綜合回收鋁電解廢舊陰極的方法簡單易行，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)指標(biāo)好。
【專利說明】一種鋁電解廢舊陰極選分方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電解鋁廢舊陰極綜合回收利用和環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，是一種電解鋁廢舊陰 極分離、提純方法，此方法適合電解鋁廢舊陰極的綜合回收利用。 技術(shù)背景
[0002] 在鋁電解生產(chǎn)過程中，炭素陰極由于氟和鈉等雜質(zhì)的滲透而膨脹報(bào)廢，每隔3?5 年需進(jìn)行大修更換，大修過程中產(chǎn)生的廢舊陰極是鋁行業(yè)產(chǎn)生的主要固體廢棄物之一。據(jù) 報(bào)道，每生產(chǎn)一噸鋁，大約產(chǎn)生廢舊陰極30?50kg。隨著鋁產(chǎn)量的逐年增加，我國每年產(chǎn)出 大量的廢舊陰極。以2013年為例，電解鋁年產(chǎn)量達(dá)到2195萬噸，產(chǎn)出廢舊陰極為65. 85? 131. 7萬噸，其排放量不可小視。
[0003]鋁電解廢舊陰極的主要成分有碳、冰晶石、氟化鈉、氧化鋁、氟化鈣，以及少量的碳 化鋁、氮化鋁、鋁鐵合金和少量氰化物。當(dāng)前，我國廢舊陰極主要采取堆放或安全填埋的方 式進(jìn)行處理，由于其中含有可溶氟化物以及劇毒的氰化物，勢必會隨雨水滲入地下，從而對 土壤和地下水造成污染，危害周圍居民的健康。由此可見，廢舊陰極是一種有毒廢棄物，必 須對其中的有害物質(zhì)進(jìn)行處理。同時(shí)，碳和冰晶石、氟化鈉、氧化鋁、氟化鈣等又是有價(jià)物 質(zhì)，如能對其進(jìn)行回收利用，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，這符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。
[0004]目前有一些浮選廠對廢舊陰極進(jìn)行了綜合回收，首先對廢舊陰極進(jìn)行簡單的分 揀，把其中較大塊的鋁片和電解質(zhì)塊揀出回收，炭塊經(jīng)破碎磨細(xì)后進(jìn)入浮選程序。浮選精礦 含炭量在80%左右，作為燃料出售，浮選尾礦中電解質(zhì)純度約為80?90%，出售給冰晶石生 產(chǎn)商與冰晶石勾兌或者由鋁電解廠回收在電解槽中使用。浮選廢水未經(jīng)處理直接排放。該 工藝存大的主要問題是： (1)浮選廢水未經(jīng)處理直接排放，造成環(huán)境污染。
[0005] (2)浮選作業(yè)礦漿中存在大量離子，影響選別指標(biāo)。
[0006] 專利CN101480658A提出采用浮選法綜合處理廢舊陰極，采用濕磨進(jìn)行磨礦，磨礦 作業(yè)與浮選作業(yè)的廢水集中后再處理，廢水處理量大，而且廢水中含有大量離子，影響浮選 指標(biāo)；浮選過程中調(diào)節(jié)礦漿PH需要使用鹽酸或硫酸，增加成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，對鋁電解廢舊陰極的 綜合回收提供更加可行的工藝流程。該方法通過對廢舊陰極的前期處理，去除了干擾離子 的影響，使得后續(xù)的浮選作業(yè)環(huán)境得到優(yōu)化，浮選指標(biāo)得到提高。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，一種鋁電解廢舊陰極選分方法，該方法包括以下步驟： 步驟1.破碎混勻處理：對分揀后的一定量的廢舊陰極進(jìn)行破碎混勻處理，得到廢舊陰 極碎塊； 步驟2.磨礦處理：將廢舊陰極碎塊磨碎得到碎礦； 步驟3.溶出處理：用水浸泡碎礦，浸泡時(shí)間不低于1小時(shí)，之后固液分離得到溶出后的 礦體； 步驟4.浮選處理：對溶出后的礦體進(jìn)行浮選處理，分別得到碳產(chǎn)品和電解質(zhì)產(chǎn)品，浮 選處理時(shí)采用的調(diào)整劑為硅酸鈉，捕收劑為煤油，起泡劑為2號油。
[0009] 進(jìn)一步，步驟2中，所述碎礦中粒度小于0. 074mm的部分占70%?90%。
[0010] 進(jìn)一步，步驟3 :溶出處理時(shí)碎礦質(zhì)量占水和碎礦總質(zhì)量的百分比為50%?60%。
[0011] 進(jìn)一步，浮選處理時(shí)，礦漿濃度為10%?30%，硅酸鈉用量為每噸廢舊陰極加入 500?3000克，捕收劑煤油用量為每噸廢舊陰極200?1000克，起泡劑2號油用量為每噸 廢舊陰極100?500克。
[0012] 進(jìn)一步，磨礦處理采用雷蒙磨干磨。
[0013] 進(jìn)一步，溶出處理后的廢水中加入CaCl2處理后可循環(huán)用于溶出處理，加入量為 10-40kg/t水，處理后的水可循環(huán)用于溶出處理及選礦。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的優(yōu)點(diǎn)在于： (1)對廢舊陰極采用破碎、混勻后再磨礦的方式，可以保證處理物料組成等的均勻性， 有利于提高處理效果。
[0015] (2)對磨碎的廢舊陰極材料采用溶出處理，溶解分離可溶部分，消除其對后續(xù)浮選 作業(yè)的影響。
[0016] (3)溶出處理后的廢舊陰極料無需調(diào)節(jié)PH，可直接進(jìn)行浮選。
[0017] (4)磨礦采用雷蒙磨干磨，可保證顆粒度均勻。
[0018] (5)溶出處理后的廢水經(jīng)水處理后可循環(huán)使用。
[0019] 綜上，本發(fā)明綜合回收鋁電解廢舊陰極的方法簡單易行，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)指標(biāo) 好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明提出的綜合回收鋁電解廢舊陰極的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。
[0022] 實(shí)施例1 :年產(chǎn)20萬噸鋁的電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的廢舊陰極利用 (1)基本情況： 年生產(chǎn)能力20萬噸的電解鋁廠，采用300kA大型預(yù)焙槽電解技術(shù)和預(yù)焙陽極焙燒技 術(shù)。年廢舊陰極產(chǎn)生量8000噸。參考陰極成分如下：碳含量33%?65%，石墨化程度高達(dá) 70%?88% ;電解質(zhì)成分含量為65%?32%。
[0023] (2)應(yīng)用方式 對收集的廢舊陰極采用破碎、混勻后，進(jìn)行細(xì)碎、磨礦處理，將廢舊陰極磨至〇.〇74mm以下占70%。
[0024] 設(shè)置兩個(gè)溶出池（A、B池)，交替作業(yè)。
[0025] 磨礦后，廢舊陰極粉料加入溶出池A進(jìn)行溶出處理，調(diào)節(jié)溶出濃度(碎礦質(zhì)量占水 和碎礦總質(zhì)量的百分比）為50%，溶出時(shí)間120分鐘以上。待沉淀后將上層澄清水放出，進(jìn) 行固液粗分離，然后抓取溶出池A中的沉淀物料直接進(jìn)入浮選作業(yè)。對溶出池B投料按相 同方式進(jìn)行溶出作業(yè)。
[0026] 浮選過程調(diào)節(jié)浮選礦漿濃度為25%，采用硅酸鈉為調(diào)整劑，煤油為捕收劑，2號 油為起泡劑，其中娃酸鈉用量為每噸廢舊陰極加入l〇〇〇g，煤油用量為每噸廢舊陰極加和 800g，2號油用量為每噸廢舊陰極加入300g;選分過程廢水循環(huán)利用。
[0027] 選分得到的產(chǎn)品指標(biāo)如下表所示。
[0028] 表1浮選主要技術(shù)指標(biāo)

【權(quán)利要求】
1. 一種鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟1.破碎混勻處理：對分揀后的一定量的廢舊陰極進(jìn)行破碎混勻處理，得到廢舊陰 極碎塊； 步驟2.磨礦處理：將廢舊陰極碎塊磨碎得到碎礦； 步驟3.溶出處理：用水浸泡碎礦，浸泡時(shí)間不低于1小時(shí)，之后固液分離得到溶出后的 礦體； 步驟4.浮選處理：對經(jīng)步驟3溶出后的礦體進(jìn)行浮選處理，分別得到碳產(chǎn)品和電解質(zhì) 產(chǎn)品，浮選處理時(shí)采用的調(diào)整劑為硅酸鈉，捕收劑為煤油，起泡劑為2號油。
2. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，所述步驟2中，所述碎 礦中粒度小于0. 074mm的部分占70%?90%。
3. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，溶出處理時(shí)碎礦質(zhì)量 占水和碎礦總質(zhì)量的百分比為50%?60%。
4. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，所述步驟4中浮選處理 時(shí)，礦漿濃度為10%?30%，硅酸鈉用量為每噸廢舊陰極加入500?3000克，捕收劑煤油用 量為每噸廢舊陰極200?1000克，起泡劑2號油用量為每噸廢舊陰極200?500克。
5. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，磨礦處理采用雷蒙磨 干磨。
6. 如權(quán)利要求1所述的鋁電解廢舊陰極選分方法，其特征在于，溶出處理后的廢水中 加入CaCl2處理后可循環(huán)用于溶出處理，加入量為10-40kg/t水，處理后的水可循環(huán)用于溶 出處理及選礦。
【文檔編號】B09B5/00GK104438280SQ201410561966
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】趙俊學(xué), 張濤, 賈柏林, 張崇輝, 胡曉濱, 施瑞盟, 唐雯聃, 方釗, 劉鐵中 申請人:北京森泉偉業(yè)科技有限公司