專利名稱：一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法
技術領域：
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，涉及一種鋁電解過程中產生的陽極碳渣的處理方法，特別是回收陽極碳渣中氟化鹽的方法。
背景技術：
在電解鋁生產過程中會產生大量含氟化鹽的陽極碳渣。通常每生產1噸原鋁約產出3-10公斤陽極碳渣，產出的陽極碳渣中含有約70％的氟化鹽(主要為氟化鈉和冰晶石)，該氟化鹽主要來自于電解質，是極有價值的電解原料。目前由于不能有效對其中氟化鹽進行回收和返回作電解質使用，造成了氟化鹽消耗量大、增加了電解鋁生產成本。
以往處理陽極碳渣回收氟化鹽的的方法有酸解法或浮選法。酸解法技術要點是先用無機酸將碳渣中氟化鹽轉化為HF揮發(fā)，而后用堿性溶液吸收HF，氟化鹽回收率約90％。浮選法技術要點是先將碳渣磨細，加入浮選劑，使碳粉浮在溶液表面，撈出碳粉，而后從溶液中提取氟化鹽，氟化鹽回收率約85％。但上述方法存在成本高、污染大、廢液難處理等難點，氟化鹽回收率低，不利于工業(yè)規(guī)模實施。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為針對上述已有技術存在的問題，提供一種成本低、污染小、氟化鹽回收率高，有利于工業(yè)規(guī)模生產的回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于其工藝為陽極碳渣中配入氧化鋁作為分散劑，作為分散劑的氧化鋁配入量占總物料量的重量比為10％-60％，使用燃料灰分＜1％的液體或氣體燃料，在650℃-930℃溫度下進行煅燒至碳渣中的炭質材料完全燃燒，尾氣用氧化鋁吸附，將氟化鹽保留回收。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于陽極碳渣以小于5mm的顆粒形式加入。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于加入的氧化鋁為工業(yè)級氧化鋁。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于使用的燃料為重油或煤氣。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于使用的燃料為甲烷或天然氣。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于所用處理設備為工業(yè)窯爐，包括回轉窯及其他類似設備如回轉床、沸騰爐、流態(tài)化床。
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于尾氣用氧化鋁吸附回收揮發(fā)的氟化物。
本發(fā)明的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，氧化鋁在處理過程中作分散劑，避免了物料粘結，保持物料有好的流動性，并增大炭質材料與氧氣的接觸面積，使炭質材料充分燃燒。
本發(fā)明的鋁電解陽極碳渣中的氟化鹽采用火法方法回收，處理溫度的選擇是以保證碳渣中約30％的炭質材料完全燃燒，又要保證碳渣中約70％的氟化鹽不熔化、不發(fā)生明顯的化學反應或揮發(fā)為宜，處理溫度范圍為650℃-930℃。陽極碳渣中絕大部分氟化物在火法處理過程中不揮發(fā)、不發(fā)生化學變化，揮發(fā)的氟化物較少，小于陽極碳渣中總氟化物的2％。處理后產品主要成分為氧化鋁、冰晶石、氟化鈉、少量氟化鈣，可直接作為電解原料，全部返回電解槽使用。無污染，氟化鹽回收率高，處理成本低，易于工業(yè)規(guī)模實施。
具體實施例方式
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其回收過程依次為(1)將陽極碳渣破碎成小于5mm的顆粒，配入量占總物料量的40％-90％；(2)以工業(yè)氧化鋁為分散劑和吸附劑，作分散劑的氧化鋁配入量占總物料量的重量比為10％-60％，均勻混入陽極碳渣中；(3)使用潔凈的液體或氣體燃料，燃料灰分＜1％，在工業(yè)窯爐中進行火法處理，處理溫度650℃-930℃，尾氣用氧化鋁吸附，使碳渣中約30％的炭質材料完全燃燒，約70％的氟化鹽保留，回收陽極碳渣中氟化鹽的方法。
本發(fā)明的以陽極碳渣為主要原料，以氧化鋁為分散劑和吸附劑，使用潔凈的液體或氣體燃料，在工業(yè)窯爐中進行火法處理，尾氣用氧化鋁吸附，回收陽極碳渣中氟化鹽的方法，處理后產品中含15％-70％的氧化鋁和30％-85％的氟化鹽，雜質含量極少，可直接全部返回電解槽使用，對電解質和鋁液質量無不利影響。本發(fā)明的方法能有效回收氟化鹽，回收率大于98％，易于工業(yè)實施。
下面結合實例對本發(fā)明的方法作進一步說明。
實施例1控制火法處理原料中陽極碳渣配入重量為60％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入重量為40％，均勻混入陽極碳渣中；以重油為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在800℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為51.41％，氟化鈣為1.93％，氧化鋁含量為48.58％，產品純度滿足電解槽使用要求，總氟化鹽回收率為99.52％。
實施例2控制火法處理原料中陽極碳渣含量為70％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入量為30％，均勻混入陽極碳渣中；以煤氣為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在850℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為62.27％，其中氟化鈣為1.66％；氧化鋁含量為37.72％，產品純度滿足電解槽使用要求?？偡}回收率為99.39％。
實施例3控制火法處理原料中陽極碳渣含量為50％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入量為50％，均勻混入陽極碳渣中；以重油為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在750℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為41.25％，其中氟化鈣為2.06％；氧化鋁含量為58.74％，產品純度滿足電解槽使用要求。總氟化鹽回收率為99.71％。
實施例4控制火法處理原料中陽極碳渣含量為80％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入量為20％，均勻混入陽極碳渣中；以煤氣為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在750℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為73.95％，其中氟化鈣為1.77％；氧化鋁含量為26.04％，產品純度滿足電解槽使用要求?？偡}回收率為99.91％。
實施例5
控制火法處理原料中陽極碳渣含量為40％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入量為60％，均勻混入陽極碳渣中；以天然氣為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在900℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為31.71％，其中氟化鈣為1.87％；氧化鋁含量為68.27％，產品純度滿足電解槽使用要求?？偡}回收率為98.21％。
實施例6控制火法處理原料中陽極碳渣含量為85％，以小于5mm的顆粒形式加入；工業(yè)氧化鋁配入量為15％，均勻混入陽極碳渣中；以煤氣為燃料噴入回轉窯燃燒，處理溫度控制在700℃，尾氣用氧化鋁吸附。
經分析，產品中總氟化鹽(包括氟化鈉、冰晶石和氟化鈣)含量為80.17％，其中氟化鈣為1.79％；氧化鋁含量為19.82％，產品純度滿足電解槽使用要求?？偡}回收率為99.67％。
權利要求
1.一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于其工藝為陽極碳渣中配入氧化鋁作為分散劑，作為分散劑的氧化鋁配入量占總物料量的重量比為10％-60％，使用燃料灰分＜1％的液體或氣體燃料，在650℃-930℃溫度下進行煅燒至碳渣中的炭質材料完全燃燒，尾氣用氧化鋁吸附，將氟化鹽保留回收。
2.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于陽極碳渣以小于5mm的顆粒形式加入。
3.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于加入的氧化鋁為工業(yè)級氧化鋁。
4.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于使用的燃料為重油或煤氣。
5.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于使用的燃料為甲烷或天然氣。
6.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于所用處理設備為工業(yè)窯爐，包括回轉窯及其他類似設備如回轉床、沸騰爐、流態(tài)化床。
7.根據權利要求1所述的一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，其特征在于尾氣用氧化鋁吸附回收揮發(fā)的氟化物。
全文摘要
一種回收鋁電解陽極碳渣中氟化鹽的方法，涉及一種鋁電解過程中產生的陽極碳渣的處理方法，特別是回收陽極碳渣中氟化鹽的方法。其特征在于其工藝為陽極碳渣中配入氧化鋁作為分散劑，作為分散劑的氧化鋁配入量占總物料量的重量比為10％－60％，使用燃料灰分＜1％的液體或氣體燃料，在650℃－930℃溫度下進行焙燒至碳渣中的炭質材料完全燃燒，尾氣用氧化鋁吸附，將氟化鹽保留回收。處理后產品中約含15％－70％的氧化鋁和30％－85％的氟化鹽，雜質含量極少，可直接、全部返回電解槽使用，對電解質和鋁液質量無不利影響。
文檔編號C01B9/08GK1587028SQ200410069389
公開日2005年3月2日 申請日期2004年7月22日 優(yōu)先權日2004年7月22日
發(fā)明者李旺興, 陳喜平, 劉鳳琴, 羅鐘生 申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司