一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法.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CN110775955A(43)申请公布日2020.02.11(21)申请号201911073816.6C01D3/02(2006.01)(22)申请日2019.11.06(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人彭建平梁诚魏征王耀武狄跃忠冯乃祥(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人李珉(51)Int.Cl.C01B32/05(2017.01)C01F7/14(2006.01)C01D7/24(2006.01)C01D7/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法(57)摘要一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，按以下步骤进行：(1)将铝电解槽阳极炭渣粉碎；(2)粉碎炭渣与NaOH混合；(3)将混合物料升温至400～1000℃融化；(4)将混合物熔盐随炉冷却后水混合，获得悬浊液；(5)过滤获得的滤渣和滤液；滤渣中加入盐酸中和NaOH，水洗烘干制成炭粉；(6)滤液中通入CO2进行碳化反应，过滤获得的二次滤渣Al(OH)3；二次滤液蒸发结晶获得Na2CO3和NaF的混合物。本发明的方法预处理过程简单，原料容易获得，熔融温度更低，无废气产生，可以大规模处理铝电解槽阳极炭渣。CN110775955ACN110775955A权利要求书1/1页1.一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将铝电解槽阳极炭渣中的大块粉碎，制成粒径≤20mm的粉碎炭渣；(2)将粉碎炭渣与NaOH混合均匀，制成混合物料，混合物料中NaOH与粉碎炭渣的质量比≥2；(3)将混合物料装入坩埚内，再置于电炉中升温至400～1000℃，当混合物料完全融化后，获得由NaOH、NaF、NaAlO2和炭共同存在的混合物熔盐；(4)将混合物熔盐随炉冷却至常温，获得的物料由上部泡沫和底部熔盐组成；将上部泡沫和底部熔盐与水混合，搅拌使水溶性成分溶解，获得悬浊液；(5)将悬浊液过滤获得的滤渣和滤液；向滤渣中加入盐酸中和其中的NaOH，然后水洗至洗液为中性，烘干去除水分后制成炭粉；(6)向滤液中通入CO2进行碳化反应，生成Al(OH)3沉淀；将碳化反应后的物料过滤，获得的二次滤渣的固体成分为Al(OH)3；获得的二次滤液进行蒸发结晶，获得Na2CO3和NaF的混合物。2.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于步骤(3)中，置于电炉中升温至500～900℃。3.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于所述的盐酸质量浓度≥30％。4.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于步骤(6)中，蒸发结晶的温度400～1000℃。5.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于所述的铝电解槽阳极炭渣的选用元素成分按质量百分比含C29.7％，Na16.6％，Al11.3％，F34.1％；其中Na、Al和F为电解质成分。6.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于所述的炭粉中C回收率≥80％。7.根据权利要求1所述的一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法，其特征在于所述的炭粉按质量百分比含C≥80％。2CN110775955A说明书1/3页一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法技术领域[0001]本发明属于冶金及环保技术领域，特别涉及一种利用NaOH熔盐法处理铝电解槽阳极炭渣的方法。背景技术[0002]熔盐电解法生产金属铝是当今世界工业炼铝的唯一方法，该方法以熔融冰晶石为溶剂，以Al2O3为原料，炭素体作为阳极和阴极，在920～950℃下电解得到金属铝液；在铝电解生产过程中，预赔阳极炭块主要是由石油焦和沥青焦构成的，在煤沥青粘合下，通过破碎、煅烧、配料、混捏等一系列工序烧制而成。[0003]在铝电解生产过程中，电解槽阳极底部会产生层状炭渣。炭渣的产生原因主要为：(1)炭块的生产过程中原材料的选取、工艺条件的设定都十分的严格，当炭块的质量不合格时，阳极会发生氧化反应，炭粒在阳极表面脱落到电解槽中形成炭渣；(2)在生产过程中电解质内的Na元素会对阴极炭块进行渗入，使阴极炭块内部产生应力，从而导致阴极炭块发生掉渣现象。[0004]炭渣的F含量超标，对环境污染很大，需要对其资源化和无害化；以往对于炭渣的处理方式是填埋，造成资源浪费的同时也会对周围环境造成严重破坏。炭渣存在也会对铝电解过程造成很大影响：(1)降低电解质的电导率，增