一种铝电解废旧阴极选分方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝电解废旧阴极选分方法。该方法包括对分拣后的废旧阴极进行破碎混匀处理，得到废旧阴极碎块；将废旧阴极碎块磨碎得到碎矿；用水浸泡碎矿，之后固液分离得到溶出后的矿体；对溶出后的矿体进行浮选处理，分别得到碳产品和电解质产品。该方法对废旧阴极采用破碎、混匀后再磨矿的方式，可以保证处理物料组成等的均匀性，有利于提高处理效果，同时对磨碎的废旧阴极材料采用溶出处理，溶解分离可溶部分，消除其对后续浮选作业的影响，溶出处理后的废旧阴极料无需调节PH，可直接进行浮选。本发明的方法综合回收铝电解废旧阴极的方法简单易行，生产成本低，生产指标好。
【专利说明】一种铝电解废旧阴极选分方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电解铝废旧阴极综合回收利用和环保【技术领域】，是一种电解铝废旧阴 极分离、提纯方法，此方法适合电解铝废旧阴极的综合回收利用。 技术背景
[0002] 在铝电解生产过程中，炭素阴极由于氟和钠等杂质的渗透而膨胀报废，每隔3?5 年需进行大修更换，大修过程中产生的废旧阴极是铝行业产生的主要固体废弃物之一。据 报道，每生产一吨铝，大约产生废旧阴极30?50kg。随着铝产量的逐年增加，我国每年产出 大量的废旧阴极。以2013年为例，电解铝年产量达到2195万吨，产出废旧阴极为65. 85? 131. 7万吨，其排放量不可小视。
[0003]铝电解废旧阴极的主要成分有碳、冰晶石、氟化钠、氧化铝、氟化钙，以及少量的碳 化铝、氮化铝、铝铁合金和少量氰化物。当前，我国废旧阴极主要采取堆放或安全填埋的方 式进行处理，由于其中含有可溶氟化物以及剧毒的氰化物，势必会随雨水渗入地下，从而对 土壤和地下水造成污染，危害周围居民的健康。由此可见，废旧阴极是一种有毒废弃物，必 须对其中的有害物质进行处理。同时，碳和冰晶石、氟化钠、氧化铝、氟化钙等又是有价物 质，如能对其进行回收利用，将产生巨大的经济效益，这符合国家可持续发展战略要求。
[0004]目前有一些浮选厂对废旧阴极进行了综合回收，首先对废旧阴极进行简单的分 拣，把其中较大块的铝片和电解质块拣出回收，炭块经破碎磨细后进入浮选程序。浮选精矿 含炭量在80%左右，作为燃料出售，浮选尾矿中电解质纯度约为80?90%，出售给冰晶石生 产商与冰晶石勾兑或者由铝电解厂回收在电解槽中使用。浮选废水未经处理直接排放。该 工艺存大的主要问题是： (1)浮选废水未经处理直接排放，造成环境污染。
[0005] (2)浮选作业矿浆中存在大量离子，影响选别指标。
[0006] 专利CN101480658A提出采用浮选法综合处理废旧阴极，采用湿磨进行磨矿，磨矿 作业与浮选作业的废水集中后再处理，废水处理量大，而且废水中含有大量离子，影响浮选 指标；浮选过程中调节矿浆PH需要使用盐酸或硫酸，增加成本。
【发明内容】
[0007]针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，对铝电解废旧阴极的 综合回收提供更加可行的工艺流程。该方法通过对废旧阴极的前期处理，去除了干扰离子 的影响，使得后续的浮选作业环境得到优化，浮选指标得到提高。
[0008] 为了实现上述任务，一种铝电解废旧阴极选分方法，该方法包括以下步骤： 步骤1.破碎混匀处理：对分拣后的一定量的废旧阴极进行破碎混匀处理，得到废旧阴 极碎块； 步骤2.磨矿处理：将废旧阴极碎块磨碎得到碎矿； 步骤3.溶出处理：用水浸泡碎矿，浸泡时间不低于1小时，之后固液分离得到溶出后的 矿体； 步骤4.浮选处理：对溶出后的矿体进行浮选处理，分别得到碳产品和电解质产品，浮 选处理时采用的调整剂为硅酸钠，捕收剂为煤油，起泡剂为2号油。
[0009] 进一步，步骤2中，所述碎矿中粒度小于0. 074mm的部分占70%?90%。
[0010] 进一步，步骤3 :溶出处理时碎矿质量占水和碎矿总质量的百分比为50%?60%。
[0011] 进一步，浮选处理时，矿浆浓度为10%?30%，硅酸钠用量为每吨废旧阴极加入 500?3000克，捕收剂煤油用量为每吨废旧阴极200?1000克，起泡剂2号油用量为每吨 废旧阴极100?500克。
[0012] 进一步，磨矿处理采用雷蒙磨干磨。
[0013] 进一步，溶出处理后的废水中加入CaCl2处理后可循环用于溶出处理，加入量为 10-40kg/t水，处理后的水可循环用于溶出处理及选矿。
[0014] 与现有技术相比，本申请的优点在于： (1)对废旧阴极采用破碎、混匀后再磨矿的方式，可以保证处理物料组成等的均匀性， 有利于提高处理效果。
[0015] (2)对磨碎的废旧阴极材料采用溶出处理，溶解分离可溶部分，消除其对后续浮选 作业的影响。
[0016] (3)溶出处理后的废旧阴极料无需调节PH，可直接进行浮选。
[0017] (4)磨矿采用雷蒙磨干磨，可保证颗粒度均匀。
[0018] (5)溶出处理后的废水经水处理后可循环使用。
[0019] 综上，本发明综合回收铝电解废旧阴极的方法简单易行，生产成本低，生产指标 好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本发明提出的综合回收铝电解废旧阴极的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
[0022] 实施例1 :年产20万吨铝的电解铝生产企业的废旧阴极利用 (1)基本情况： 年生产能力20万吨的电解铝厂，采用300kA大型预焙槽电解技术和预焙阳极焙烧技 术。年废旧阴极产生量8000吨。参考阴极成分如下：碳含量33%?65%，石墨化程度高达 70%?88% ;电解质成分含量为65%?32%。
[0023] (2)应用方式 对收集的废旧阴极采用破碎、混匀后，进行细碎、磨矿处理，将废旧阴极磨至〇.〇74mm以下占70%。
[0024] 设置两个溶出池（A、B池)，交替作业。
[0025] 磨矿后，废旧阴极粉料加入溶出池A进行溶出处理，调节溶出浓度(碎矿质量占水 和碎矿总质量的百分比）为50%，溶出时间120分钟以上。待沉淀后将上层澄清水放出，进 行固液粗分离，然后抓取溶出池A中的沉淀物料直接进入浮选作业。对溶出池B投料按相 同方式进行溶出作业。
[0026] 浮选过程调节浮选矿浆浓度为25%，采用硅酸钠为调整剂，煤油为捕收剂，2号 油为起泡剂，其中娃酸钠用量为每吨废旧阴极加入l〇〇〇g，煤油用量为每吨废旧阴极加和 800g，2号油用量为每吨废旧阴极加入300g;选分过程废水循环利用。
[0027] 选分得到的产品指标如下表所示。
[0028] 表1浮选主要技术指标
【权利要求】
1. 一种铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： 步骤1.破碎混匀处理：对分拣后的一定量的废旧阴极进行破碎混匀处理，得到废旧阴 极碎块； 步骤2.磨矿处理：将废旧阴极碎块磨碎得到碎矿； 步骤3.溶出处理：用水浸泡碎矿，浸泡时间不低于1小时，之后固液分离得到溶出后的 矿体； 步骤4.浮选处理：对经步骤3溶出后的矿体进行浮选处理，分别得到碳产品和电解质 产品，浮选处理时采用的调整剂为硅酸钠，捕收剂为煤油，起泡剂为2号油。
2. 如权利要求1所述的铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，所述步骤2中，所述碎 矿中粒度小于0. 074mm的部分占70%?90%。
3. 如权利要求1所述的铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，溶出处理时碎矿质量 占水和碎矿总质量的百分比为50%?60%。
4. 如权利要求1所述的铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，所述步骤4中浮选处理 时，矿浆浓度为10%?30%，硅酸钠用量为每吨废旧阴极加入500?3000克，捕收剂煤油用 量为每吨废旧阴极200?1000克，起泡剂2号油用量为每吨废旧阴极200?500克。
5. 如权利要求1所述的铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，磨矿处理采用雷蒙磨 干磨。
6. 如权利要求1所述的铝电解废旧阴极选分方法，其特征在于，溶出处理后的废水中 加入CaCl2处理后可循环用于溶出处理，加入量为10-40kg/t水，处理后的水可循环用于溶 出处理及选矿。
【文档编号】B09B5/00GK104438280SQ201410561966
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】赵俊学, 张涛, 贾柏林, 张崇辉, 胡晓滨, 施瑞盟, 唐雯聃, 方钊, 刘铁中 申请人:北京森泉伟业科技有限公司