专利名称：一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法
技术领域：
本发明属于铝化工和环保技术领域，具体地说是一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，解决电解铝废渣对环境的污染和废渣回收利用问题。
背景技术：
电解铝废渣包括电解槽废阴极料渣、废阴极炭块、阴极糊、阳极糊、电解铝时捞出的浮渣以及沾附有阴极糊的槽壁耐火材料等。据测算，每生产一吨铝会产出10-20Kg废渣，就以贵州为例，年产废渣10万吨以上，这些废渣由于是含氟废渣，又不能以简单的方式回收，目前主要采取堆存填埋进行处理。对环境造成严重污染，并造成大量资源浪费，通过分析得知，在这些废渣中，主要成分是冰晶石(Na3AlF6)和石墨碳素，其次有少量的A1203、Fe2O3、碳化铝、碳化硅等。为了利用铝厂电解铝含氟废渣回收冰晶石，发明专利申请《电解铝含氟废渣回收冰晶石的方法》申请号200910064312.8，方法介绍以含氟废渣和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品的方法；发明专利申请《一种电解铝含氟废渣生产冰晶石的方法》申请号201010591904.8方法介绍以电解铝含氟废渣和浓硫酸和氢氟酸为原料反应制得冰晶石产品的方法；为了利用电解铝含氟废渣回收碳粉，发明专利申请《一种电解铝废阴极料渣高温煅烧方法》申请号201210511925.3 ;发明专利申请《一种电解铝废阴极料渣高温煅烧方法》申请号201210512011.9，方法介绍通过浮选分离出碳粉，磁选除铁，煅烧除氟除硫得高纯碳粉。从上述专利申请可知，任何一种方法都不是一种简单可行的回收冰晶石和碳粉的方法，需要较大的资金投入和设 备装置。上述发明对微小个体投资者而言，投入都是令人望而却步的，因此本发明申请人经过长期的探索和实验，发明了一种简单可行的回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的新方法。
发明内容
本发明的目的在于发明一种简单可行，不需要较大资金和设备投入的回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的新方法。一种回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是选取电解铝废渣粉碎成废渣粉料，拌入煤油、乙醇和水配制成浆料，将浆料加入到含硅酸钠(Na2 *nSi02)和铝酸钠(NaAlO2)的水溶液中，经搅拌静置分上中下三层，取上层碳质漂浮物离心脱水、洗涤后取样分析，合格后干燥得到碳粉，取下层沉淀过滤、洗涤、取样分析、合格后得冰晶石，中层为含硅酸钠和铝酸钠的水溶液，循环利用。浆料组份重量比为:废渣粉料:水:煤油:乙醇=40: 50: 6: 3 5 水溶液组份重量比为:硅酸钠:铝酸钠:水=10: 20: 50 70
浆料与水溶液重量比为:浆料:水溶液=40: 50 70
上述废渣粉料的粒度不得低于70目，即全部通过70目筛网。选取的电解铝废渣为废阴极料渣，废阴极炭块，阴极糊，电解铝时捞出的浮渣。在电解铝时，在电解槽清理中往往会清理出一些沾附有阴极糊的炉壁耐火材料，这些耐火材料在破碎前应当剔除，另外被泥土覆盖掩埋过的电解铝废渣也不适用于本方法。本发明方法回收的碳粉，经分析符合碳素车间电极质量技术标准，可返回碳素车间重做电极使用，所得冰晶石经分析合格者，返回电解铝车间重新使用。利用本发明方法，电解铝废渣中冰晶石回收率达到98%，碳素回收率达到99%。由于电解铝生产过程中，铝中杂质很难去除，因此，为保证正常生产，电解液要保持高的洁净度和原料纯度，所用原料冰晶石、氧化铝都是经过提纯和人工加工的，因此电解铝废渣中一般不会有太多的杂质，经本发明分离回收的碳素和冰晶石一般可以直接返回车间使用，如果经分析不合符回收质量标准，在此基础上进一步纯化所需原材料也比现有技术一开始就使用强酸将全部废渣粉溶解节约得多。冰晶石和碳粉的进一步提纯方法，可根据具体所含杂质的成份和数量采用不同的方法，在现有技术中都能找到，这里不再赘述。上层碳质漂浮物离心脱水得到的水溶液，静置后分上下两层，其上层煤油回收用于配制浆料，其下层即为含硅酸钠和铝酸钠的水溶液，回收使用，水洗液可用于配制浆料。取中层含硅酸钠和铝酸钠的水溶液分离剂循环使用时，因已含有乙醇，再配制浆料时应减少乙醇用量。本发明具有以下优点:
1、通过物理手段实现了电解铝废渣中各成份的分离，利用乙醇作分散剂，将粉料分散在水溶液中，用煤油作为捕收剂，附着碳粉漂浮于水溶液上层，用含硅酸钠和铝酸钠的水溶液作分离剂，将冰晶石沉淀和碳粉完全分开。2、本发明不需要较大的资金投入，不需要贵重的仪器设备，操作简单方便，回收成本低，特别适用于个体户开发。3、原料循环 利用，不产生二次污染，既达到了废物回收利用，又减少了氟污染，保护了环境，还节约了氟资源，具有较大的社会效益，经济效益。
具体实施例方式实施例，按下列步骤进行:
1、选取电解铝废渣中的阴极料渣，废阴极炭块，阴极糊，电解铝时捞出的浮渣，并用人工方法将炉壁耐火材料和碳化硅材料从电解铝废渣中剔除；
2、将选取的电解铝废渣粉碎，过70目筛网得到粉料；
3、按重量比取粉料40Kg，水50Kg，煤油6Kg和乙醇4Kg配制成浆料A;
4、按重量比取硅酸钠10Kg，铝酸钠20Kg，溶解于70Kg水中，配制成水溶液B，称为分离
剂；
5、取40Kg浆料A加入到60Kg水溶液B中，搅拌2分钟，静置5—10分钟，待物料完全分为上、中、下三层，上层碳质漂浮物，下层冰晶石沉淀，中层水溶液为分离剂；
6、取上层碳质漂浮物离心脱水、洗涤后取样分析，合格后干燥得到碳粉，离心脱水液静置分上下两层，其上层为煤油回收后继续配制浆料，其下层为水溶液B，回收使用；
7、取下层冰晶石沉淀、过滤、水洗、取样分析、合格后得冰晶石；
8、取中层含硅酸钠和铝酸钠的水溶液B，循环利用。
权利要求
1.一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是选取电解铝废渣，粉碎成废渣粉料，拌入煤油、乙醇和水配制成的浆料，将浆料加入到含硅酸钠和铝酸钠的水溶液中，经搅拌静置分上中下三层，取上层碳质漂浮物离心脱水、洗涤后取样分析，合格后干燥得到碳粉，取下层沉淀过滤、洗涤、取样分析、合格后得冰晶石；中层分离剂为含硅酸钠和铝酸钠的水溶液，循环利用； 浆料组份重量比为:废渣粉料:水:煤油:乙醇=40: 50: 6: 3 5 水溶液组份重量比为:硅酸钠:铝酸钠:水=10: 20: 50 70 浆料与水溶液重量比为:浆料:水溶液=40: 50 70。
2.根据权利要求1所述的一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是废渣粉料的粒度不得低于70目，即全部通过70目筛网。
3.根据权利要求1所述的一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是选取的电解铝废渣为废阴极料渣，废阴极炭块，阴极糊，电解铝时捞出的浮渣。
4.根据权利要求1所述的一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是所得碳粉经分析合格者返回碳素车间重做电极使用；所得冰晶石经分析合格者返回电解铝车间重新使用。
5.根据权利要求1所述的一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是上层碳质漂浮物离心脱水所得的水溶液，静置后分上下两层，其上层为煤油回收配制浆料，其下层为含硅酸钠和铝酸钠的水溶液，回收使用。
6.根据权利要求1所述的一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，其特征是取中层含硅酸钠和铝酸钠的水溶液分离剂循环使用时，已含有乙醇，再配制浆料时，应减少乙醇用量。
全文摘要
本发明公开了一种同时回收电解铝废渣中冰晶石和碳粉的方法，属铝化工和环保技术领域，本发明将电解铝废渣粉碎成粉料，拌入煤油、乙醇和水配制成的浆料，将浆料加入到含硅酸钠和铝酸钠的水溶液中，经搅拌静置分上中下三层，取上层离心脱水洗涤干燥得碳粉，取下层沉淀过滤洗涤干燥得冰晶石，中层为含硅酸钠和铝酸钠的水溶液，本发明不需要较大的资金投入，不需要贵重仪器设备，操作简单方便，成本低，减少氟污染，保护环境，节约氟资源，具有较大的社会效益和经济效益。
文档编号C01F7/54GK103193256SQ201310147358
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者陈俊良, 骆相全 申请人:陈俊良