一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110697679A(43)申请公布日2020.01.17(21)申请号201910929914.9(22)申请日2019.09.29(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号申请人昆明理工精诚科技有限责任公司(72)发明人朱云陈雯张周张想(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)C01D3/02(2006.01)C25C3/06(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图2页(54)发明名称一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置及其方法(57)摘要本发明涉及一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置及其方法，属于铝电解过程产出的危害物处置与利用技术领域。该装置包括上部的气体冷凝器、与气体冷凝器可拆分连接的位于中部的洗涤室、位于下部且与洗涤室相通的蒸发室，以及给蒸发室提供水蒸气和热量的换热室，洗涤室内部放置吊篮。本发明用铝电解烟气余热系统提供的热媒加热水，汽化的蒸汽通过颗粒废阴极炭层，进一步上升至上部气体冷凝器，被冷凝为水，下落至废阴极炭层。把废阴极炭层中的氟盐洗提至水溶液，落至下部蒸发室。本发明从废阴极炭块上洗脱并回收氟盐的回收率>89.40％，氰脱除率达到>98.85%，洗脱后阴极炭块中的碳含量>95％。CN110697679ACN110697679A权利要求书1/1页1.一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置，其特征在于：包括上部的气体冷凝器（1）、与气体冷凝器（1）可拆分连接的位于中部的洗涤室（2）、位于下部且与洗涤室（2）相通的蒸发室（3），以及给蒸发室（3）提供水蒸气和热量的换热室（4），洗涤室（2）内部放置吊篮。2.根据权利要求1所述的从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置，其特征在于：所述蒸发室（3）侧部设有空气管道，空气管道上设有空气阀（3-1），蒸发室（3）底部设有排液管道，排液管道上设有排液阀（3-2），蒸发室（3）与换热室（4）下部连接处设有循环管道，循环管道上设有循环阀（3-3）。3.一种根据权利要求1至2任意一项所述的从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置的应用方法，其特征在于具体步骤如下：（1）将含氟化盐的铝电解槽废炭料破碎至0.3～5.0mm，放在吊篮的下部；小于0.3mm的粉料用滤布袋盛装，放在吊篮的顶部；（2）将步骤（1）装满废阴极炭的吊篮置于洗涤室（2）中，把气体冷凝器（1）安装在洗涤室（2）上端，关闭排液阀（3-2），检查系统是否密封；（3）用泵从气体冷凝器（1）中出气口（1-3）打入40g/L~100g/L的NaOH溶液，体积为废阴极炭体积的1.5~2.5倍；（4）打开循环阀（3-3），在换热室（4）的热媒进口（4-1）中通入热媒且向热水入口通入热水；打开气体冷凝器（1）的冷凝水进水口（1-2）和冷凝水出水口（1-1），打开空气阀（3-1），通入空气，控制蒸发室（3）温度为100～105℃，冷凝水进水口（1-2）进水温度为50℃～60℃，冷凝水出水口（1-1）出水温度为55℃～65℃，在此条件下洗提3～5h，结束通入热媒，打开底部排液阀（3-2），放出含总氟浓度达到20~21g/L的溶液；（5）移开气体冷凝器（1），提出吊篮，倒出废阴极炭，即为已脱净氟的炭，返回炭素生产。4.根据权利要求3所述的从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置的应用方法，其特征在于：所述步骤（1）含氟化盐的铝电解槽废炭料包括以下质量百分比组分：C68.10～84.60wt%，F7.60～14.20wt%。2CN110697679A说明书1/7页一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置及其方法技术领域[0001]本发明涉及一种从铝电解槽废阴极炭块中脱氟与回收炭的装置及其方法，属于铝电解过程产出的危害物处置与利用技术领域。背景技术[0002]中国铝工业在世界上已占据举足轻重的地位，令全世界瞩目和关注。尽管金属铝具有很多优越的性能和用途，但在其生产过程中除排放出大量的温室气体外，还排放出对环境有害的固体废弃物——废槽衬。铝电解废内衬包括碳素材料和耐火材料两大类，碳素材料主要是边部炭块与阴极炭块。根据市场调查的价格和典型铝电解槽的废旧阴极成分计算一吨电解槽废碳内衬的潜在价值。为了铝工业的可持续发展，对其固体废弃物进行无害化处理和综合利用已成为世界各国环保部门和各大铝业公司普遍关注的科学问题，尤其是废阴极炭块的处理回收。废阴极炭块中含有可溶的氟化物和氰化物，可以污染地表水和地下水，并且释放出有害的气体，污染大气，对动植物生长有较大危害，使动物骨骼／植物组织变黑、坏死，影响农业生态平衡，使农作物减产。我国《危险废弃物的鉴别标准——浸出毒性鉴别》（GB5085–2007）规定浸