專利名稱：電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，屬于電解鋁廢料回收技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
電解鋁廢料包括以含氟氧化鋁為主的氧化鋁臟料和托盤料；以氟化鹽為主的火 眼碳渣；以含碳素材料為主的陽極灰和陰極塊，由于電解鋁廢料組份復(fù)雜使得對廢料的分 離、提純、合成十分困難；長期以來，傳統(tǒng)鋁業(yè)大國如美、日、德等以及國內(nèi)大型國有鋁廠如 貴州、西寧、撫順等企業(yè)都對電解鋁廢料的處理進(jìn)行了大量研究，但由于相關(guān)技術(shù)瓶頸無法 突破，至今未建成有效的資源回收體系，對電解鋁廢料的處理主要還是采用焚燒和掩埋的 方式，對環(huán)境污染很大。同時(shí)，在金屬鋁合金中，鐵、硅所形成的粗大、硬脆的金屬間化合物是降低合金斷 裂韌性的主要原因，嚴(yán)重影響鋁制品質(zhì)量。制備氧化鋁的過程中，部分鐵、硅雜質(zhì)以Fe2O3，SiO2的形式存在工業(yè)Al2O3中，鐵和 硅的另一來源與合金的熔煉過程有關(guān)，液體鋁能與爐襯中Si02、Fe203、Fe0等作用，生成相應(yīng) 的單質(zhì)和氧化物，這些雜質(zhì)在冶煉過程中被部分除去進(jìn)入廢料。因此，廢料中存在的鐵和硅 以及其他雜質(zhì)元素?zé)o法消除，是制約電解鋁固體廢料資源回用的關(guān)鍵性問題。再則，我國未對電解鋁廢料制定回收標(biāo)準(zhǔn)，使廢料回收時(shí)帶入了不可預(yù)計(jì)的雜質(zhì) 成分，增加了處理難度。電解鋁固體廢料的組成成分大致可以分為碳40%加其他廢料60%，利用碳的“疏 水性”采用浮選的方法即可分離出碳粉。但是，分離出的碳粉中主要含有鐵、硅、6% -12% 的冰晶石(Na3AlF6),鐵和硅為有害雜質(zhì)必須除去，冰晶石(Na3AlF6)為可回用產(chǎn)品，如果不 能分離、提純，則無法達(dá)到工業(yè)應(yīng)用的要求，只能作為一般助燃劑銷售，市場價(jià)值很低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法。能夠?qū)﹄娊怃X 廢料中的碳粉進(jìn)行提純，提高碳粉的純度，并分離其中的冰晶石。本發(fā)明的技術(shù)方案。電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，包括下述步驟a、將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選和磁選，除去鐵和硅，得到碳粉A ；b、將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰晶石B。上述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，步驟b得到的碳粉重復(fù)步驟a，再次消 除碳粉中的鐵和硅，得到碳粉C。前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，所述碳粉C達(dá)到高純碳粉的級別。前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，所述冰晶石B為純度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的 冰晶石。
前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，在步驟b中，用于堿式溶出的堿能夠 循環(huán)使用。前述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，在步驟b中，用于堿式溶出的堿為氫 氧化鈉。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過利用氟化物在火堿中具有一定溶解性的原理，設(shè)計(jì)“堿 法”工藝，在常壓下對初步分離后的碳粉進(jìn)行堿式溶出，再利用產(chǎn)品干燥過程中產(chǎn)生的 CO2碳化析出冰晶石(Na3AlF6)15經(jīng)申請人進(jìn)行產(chǎn)品小試，可獲得純度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的，即 99. 99%的高純冰晶石(Na3AlF6)15碳粉中的鐵(Fe)和硅(Si)由于氟化物載體被破壞，可 通過對碳粉進(jìn)行二次浮選后得以消除，處理后的碳粉(灰分為)，達(dá)到高純碳粉的 級別，可用于電解鋁廠的陽極塊生產(chǎn)或用于鐵合金廠的電極糊，極大地提高了產(chǎn)品的市場 價(jià)值。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例。電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，包括下述步驟a、將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選系統(tǒng)，分離碳粉，再通過磁選設(shè)備，除去 其中的部分鐵和硅，得到碳粉A。此時(shí)分離出的碳粉A中還含有鐵和硅等雜質(zhì)，以及按重量 計(jì) 6% -12%的冰晶石(Na3AlF6)。b、將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰 晶石B。冰晶石B純度可達(dá)到99. 99%。經(jīng)過步驟b，碳粉中的鐵(Fe)和硅(Si)由于氟化物載體被破壞，將得到的碳粉重 復(fù)步驟a，經(jīng)過浮選和磁選，再次消除碳粉中的鐵和硅，得到碳粉C。得到的碳粉C灰分為 1% _2%，達(dá)到高純碳粉的級別。 在步驟b中，用于堿式溶出的堿為氫氧化鈉。操作時(shí)，用于堿式溶出的碳粉A中的 氟化物溶于NaOH溶液中，加入二氧化碳后，析出冰晶石(Na3AlF6)和Na2CO3，再用&(0!1)2與 Na2CO3進(jìn)行苛化反應(yīng)生產(chǎn)CaCO3沉淀和NaOH溶液，NaOH實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。
權(quán)利要求
一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在于包括下述步驟a、將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選和磁選，除去鐵和硅，得到碳粉A；b、將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰晶石B。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在于步驟b得 到的碳粉重復(fù)步驟a，再次消除碳粉中的鐵和硅，得到碳粉C。
3.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在 于所述碳粉C達(dá)到高純碳粉的級別。
4.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在 于所述冰晶石B為純度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的冰晶石。
5.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在 于在步驟b中，用于堿式溶出的堿能夠循環(huán)使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求根據(jù)權(quán)利要求5所述的電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在 于在步驟b中，用于堿式溶出的堿為氫氧化鈉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電解鋁廢料中碳粉的堿式溶出方法，其特征在于包括下述步驟將電解鋁廢料通過濕式破碎，通過浮選和磁選，除去鐵和硅，得到碳粉A；將碳粉A放入堿液中溶出，溶解碳粉A中的氟化物，然后加入二氧化碳，析出冰晶石B。本發(fā)明的技術(shù)方案是通過利用氟化物在火堿中具有一定溶解性的原理，設(shè)計(jì)“堿法”工藝，在常壓下對初步分離后的碳粉進(jìn)行堿式溶出，再利用產(chǎn)品干燥過程中產(chǎn)生的CO2碳化析出冰晶石。經(jīng)申請人進(jìn)行產(chǎn)品小試，可獲得純度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的高純冰晶石。碳粉中的鐵和硅由于氟化物載體被破壞，可通過對碳粉進(jìn)行二次浮選后得以消除，處理后的碳粉(灰分為1％-2％)，達(dá)到高純碳粉的級別。
文檔編號C01B31/02GK101817521SQ201010167728
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者鄒建明, 阮正林 申請人:貴州鋁城鋁業(yè)原材料研究發(fā)展有限公司