一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法.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CN107904621A(43)申请公布日2018.04.13(21)申请号201711099051.4(22)申请日2017.11.09(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人刘风琴赵洪亮王焕雪刘伟张拥军王玲(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波(51)Int.Cl.C25C3/08(2006.01)C25C3/18(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法(57)摘要本发明公开了一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，属于铝电解工业固废处理技术领域。主要处理工艺包括破碎—筛分—毒性抑制—配料—控压热处理。铝电解槽废阴极炭块材料经破碎筛分后，加入双氧水、高锰酸钾、次氯酸盐等毒性抑制剂，然后配入无烟煤、煅后石油焦、废阳极炭块、残极等炭质材料作为入炉原料，置于电阻炉中在常压(1200℃至1800℃)或控压(1000℃至1600℃，0.01至0.5atm)条件下进行热处理，烟气中挥发的氟化物经冷却、结晶可用于生产氟化盐电解质，处理后物料不含任何污染物，炭含量最高达99％，导电性好，比表面积大，能够用于生产多种炭素制品，变废为宝，实现铝电解槽大修废阴极炭块的绿色资源化应用。CN107904621ACN107904621A权利要求书1/1页1.一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，包括：破碎—筛分—毒性抑制—配料—常压/控压热处理步骤，其特征在于：1)铝电解槽废阴极炭块要经过破碎和筛分，粒度要小于50mm；2)铝电解槽废阴极炭块经破碎和筛分后要加入毒性抑制剂，在氧化气氛下抑制氰化物毒性，毒性抑制剂用量重量百分比为0.1～5％；3)铝电解槽废阴极炭块入炉处理前要经过配料工序，根据需要添加适量其他炭质材料混合后作为入炉原料；4)使用电阻炉对物料进行高温处理，电阻炉内为常压条件或者为控压条件，控压条件下压力为0.01～0.5atm；常压或控压热处理时间为1～48小时；5)热处理过程为连续的或间断的，在常压条件下热处理温度范围为1200℃～1800℃，在控压条件下温度范围为1000℃～1600℃；6)在高温下氰化物经分解后去除其毒性，烟气中的挥发氟化物经冷却、结晶，用于生产氟化盐电解质，返回铝电解系统重新使用，尾气经干法净化处理，采用氧化铝粉作进行吸附后，不含有毒有害成份，达标排放。2.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于未经处理废阴极炭块氟含量重量百分比为1％～30％，氰浸出液含量为5～35mg/L，灰分重量百分比28-32％。3.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于废阴极炭块破碎、筛分后，粒径为0.1～50mm。4.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于所述毒性抑制剂种类为双氧水、高锰酸钾、次氯酸盐。5.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于所述其它炭质材料为无烟煤、煅后石油焦、废阳极炭块、残极，添加量占废阴极炭块和其他炭质材料总重量的10～70％。6.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于在常压条件下废阴极炭块的处理温度范围为1500℃至1700℃，同时需要通入保护气氛。7.如权利要求1所述一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法，其特征在于在控压条件下废阴极炭块的处理温度为1300℃至1500℃，压力控制范围为0.05～0.3atm，同时需要通入保护气氛。2CN107904621A说明书1/3页一种铝电解槽废阴极炭块的再生处理方法技术领域[0001]本发明属于铝电解工业固废处理技术领域，特别涉及一种铝电解槽废阴极炭块材料的处理及再生技术。技术背景[0002]铝电解生产中，普遍使用的是大型预焙阳极电解槽，其底部阴极使用的是炭质石墨材料。在铝电解生产中，石墨阴极受到电解质和铝冶侵蚀会吸收大量氟化盐，在靠近钢棒附近还会生成少量氰化物。目前电解槽的寿命在6～8年左右，大修时需要对电解槽内衬进行更换，并产出大量包括阴极炭块在内的固体废弃物，该类含10～30％左右的氟化物、少量氰化物的废阴极炭块已被列为危险固体废弃物。按照目前我国年产3000万吨原铝产量计算，全国每年大约会产出60万吨废阴极炭块，造成了严重的环境污染和炭质资源的浪费，急需研究开发一种绿色资源再生及处理方法。[0003]目前针对这种铝电解槽废阴极炭块的处理方法主要有火法处理工艺和湿法处理工艺两种。火法处理工艺主要有：(1)专利(CN105642649)采用超高温(2600～2800℃)焙烧使氟化物、氰化物挥发分解，得到石墨化的炭素材料，但此类方法能耗高、成本