专利名称：一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方法
技术领域：
本发明涉及一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方法，属于固废资源综合利用领域。
背景技术：
铝是世界上公认的具有重要战略地位的金属材料，是国民经济各领域中具有支撑 作用的重要基础材料。但是在铝电解工业急速发展的同时，废气、废料等造成的环境污染问 题也日益突出，随着电解铝产量的增加，企业产生的固体废弃物的产量日益增加，铝电解工业排放的废料主要是废阴极炭块，据统计，全世界每年约有85万吨废旧 阴极炭块产生。通常情况下，每生产1万吨电解铝将产生100吨废炭素材料，目前，我国电 解铝行业每年产生的固体废弃物达到了 25万吨，有二百多万吨的累积堆存。现在，废阴极炭块主要有以下处理方式1、作为燃料根据废阴极炭块中含有大量的炭的性质，将废阴极炭块作为燃料，实现炭块的完 全燃烧，回收和利用燃烧的热能。2、作为溶剂，用于水泥生产废阴极炭块的主要成分为炭和氟化物，炭可作为燃料，氟化物可作为溶剂，废阴极 炭块成分与水泥的成分CaO、SiO2, A1203、Fe2O3相似，用废阴极炭块作为水泥制造中的补充 燃料，碱金属氟化物作为炉料烧结反应的催化剂，可降低熟料烧结温度减少燃料用量。3、浮选回收废阴极炭块中炭将球磨后的含氟废阴极炭块进行浮选，浮选泡沫为炭质精矿浆，扫选后剩余浮选 槽底部的为冰晶石矿浆，将炭质精矿浆和冰晶石精矿浆进行过滤及干燥，得到炭质精矿产 品禾口冰晶石广品。但是，上述技术还存在有下述缺陷1、作为燃料燃烧前废阴极炭块需要破碎，热水解处理炭块则需要1150-1250°C的高温才能实 现。在燃烧过程中，炭块中的氟化物被挥发，其余的物质转移到灰分中还需再处理，这个研 究方法留下了许多待处理的问题。解决的方法是在沸腾燃烧的同时通入SO2和空气，以回 收氟化盐；把石灰掺到炭块中，但温度必须增加到1500°c，增加了热耗。2、作为溶剂，用于水泥生产废阴极炭块具有高碱度，严重影响水泥的质量。3、浮选回收废阴极炭块中炭废阴极炭块中含有大量的可溶性物质氟化钠，上述方法在浮选过程中，可溶性氟 化钠等物质溶解于浮选水中，如果含氟浮选废水不及时处理会对环境造成二次污染。为了解决上述问题，本发明提供了一种无害化回收电解铝废阴极炭块中氟化钠及 炭，并将其资源化利用的方法，消除其对环境的危害。
发明内容
本发明的目的是提供一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方法。为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方 法，包括以下步骤(1)破碎粉磨将电解铝废阴极炭块破碎粉磨至-0. 074mm占50 90% ；(2)水浸将磨好的废阴极炭粉加入水中配成浆体进行水浸，搅拌浸出10 180 分钟后过滤，滤饼经洗涤后过滤，得到的滤液经过蒸发得到氟化钠，蒸馏水回用；(3)浮选将水浸浸出渣进行浮选废阴极炭块，浮选泡沫为含少量氟化物的炭粉， 浮选水回用。本发明的方法，其中所述步骤(1)中先采用破碎机将物料破碎至-200mm，再利用 高频振动磨进行细碎至_2mm，最终利用高频振动磨粉磨至-0. 074mm占50 90% (质量 比)。本发明的方法，其中所述步骤(2)水浸工艺所配浆体质量浓度为10 50%，浸出 时间10 180分钟，浸出温度20 90°C。本发明的方法，其中所述步骤(3)浮选过程包括粗选I和粗选II，其中粗选I中浮 选捕收剂为柴油或煤油，其用量为200 1000g/t废阴极炭块，起泡剂为2号松醇油，其用 量为80 200g/t废阴极炭块；粗选II中浮选捕收剂为柴油或煤油，其用量为120 600g/ t废阴极炭块，起泡剂为2号松醇油，其用量为80 200g/t废阴极炭块。综合以上，本发明的方法的最优实施方案为(1)破碎粉磨，废阴极炭块的破碎粉磨采用破碎机和高频振动磨。粗碎采用反击式 破碎机将物料破碎至-200mm，进入高频振动磨进行细碎至_2mm，最终进入高频振动磨粉磨 至-0. 074mm 占 70 90%。(2)水浸，采用水浸方式将粉磨后的废阴极炭块中的氟化钠溶出，水浸浓度20 50%，搅拌浸出50 90分钟后过滤，滤饼经多次洗涤后过滤，将浸出液和洗涤液经过蒸发 得到氟化钠，蒸馏水回用。(3)浮选，将水浸废阴极炭块、洗涤后的滤饼进行浮选。粗选I 浮选捕收剂为柴 油，其用量为200 500g/t废阴极炭块，起泡剂为2号松醇油，其用量为100 200g/t废 阴极炭块。粗选II浮选捕收剂为柴油，其用量为120 400g/t废阴极炭块，起泡剂为2号 松醇油，其用量为100 200g/t废阴极炭块。浮选泡沫为含少量氟化物的炭粉，浮选槽底 部主要为石英及氟化物冰晶石、氟化钠、氟化钙等，浮选水回用。上述技术方案具有如下优点采用本发明的方法，最终得到的炭粉碳含量达到 70%以上，回收率达98%以上，可用于制作铝电解用碳素材料、氧化铝脱硫剂等。本发明的 方法工艺简单，生产成本低，无二次污染，产品质量稳定可靠，收率高，能连续规模化生产， 实现了炭及氟资源的循环利用，降低了电解铝行业炭素材料的生产成本，缓解电解铝废阴 极炭块堆弃带来的环境污染，有利于环保。
图1是本发明实施例的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1如图1所示，本发明的方法具体包括以下步骤1、破碎粉磨，粗碎采用反击式破碎机将物料破碎至-200mm，进入高频振动磨进行 细碎，碎至_2mm再进入高频振动磨粉磨，磨至-0. 074mm占70%。2、水浸，在粉磨后的废阴极炭块中加水调浆，进行水浸，水浸浓度20%，搅拌浸出 60分钟，浸出液采用蒸发方式得到氟化钠，蒸馏水回用。3、浮选，粗选I 将水浸后废阴极炭块粉过滤、洗涤再过滤，滤饼加水配成质量浓 度为20%的矿浆，于矿浆中加入400g/t废阴极炭块的捕收剂柴油，160g/t废阴极炭块的起 泡剂2号松醇油。粗选II 粗选I选出石墨粗精粉I后，于浮选槽中剩余矿浆中加入240g/ t废阴极炭块的捕收剂柴油，160g/t废阴极炭块的起泡剂。浮选泡沫为含少量氟化物的石 墨粗精粉II，将石墨粗精粉I和石墨粗精粉II混合并过滤得到石墨粗精粉(炭粉)，浮选 槽底部主要为石英及氟化物冰晶石、氟化钠、氟化钙等，浮选水回用。4、所得炭粉碳含量73. 60%，碳回收率98. 69%。实施例2如图1所示，本发明的方法具体包括以下步骤1、破碎粉磨，粗碎采用破碎机将物料破碎至-200mm，进入高频振动磨进行细碎，碎 至-2mm再进入高频振动磨粉磨，磨至-0. 074mm占80%。2、水浸，在粉磨后的废阴极炭块中加水调浆，进行水浸，水浸浓度50%，搅拌浸出 90分钟，浸出液采用蒸发方式得到氟化钠，蒸馏水返回石墨回收系统。3、浮选，粗选I 将水浸后废阴极炭块粉过滤、洗涤再过滤，滤饼加水配成质量浓 度为30%的矿浆，于矿浆中加入200g/t废阴极炭块的捕收剂柴油，80g/t废阴极炭块的起 泡剂2号松醇油。粗选II 粗选I选出石墨粗精粉I后，于浮选槽中剩余矿浆中加入120g/ t废阴极炭块的捕收剂柴油，80g/t废阴极炭块的起泡剂。浮选泡沫为含少量氟化物的石墨 粗精粉II，将石墨粗精粉I和石墨粗精粉II混合并过滤得到石墨粗精粉(炭粉)，浮选槽 底部主要为石英及氟化物冰晶石、氟化钠、氟化钙等，浮选水回用。4、所得炭粉碳含量72. 90%，碳回收率99. 38%。实施例3如图1所示，本发明的方法具体包括以下步骤1、破碎粉磨，粗碎采用破碎机将物料破碎至-200mm，进入高频振动磨进行细碎，碎 至-2mm再进入高频振动磨粉磨，磨至-0. 074mm占60%。2、水浸，在粉磨后的废阴极炭块中加水调浆，进行水浸，水浸浓度10%，搅拌浸出 30分钟，浸出液采用蒸发方式得到氟化钠，蒸馏水返回石墨回收系统。3、浮选，粗选I 将水浸后废阴极炭块粉过滤、洗涤再过滤，滤饼加水配成质量浓 度为10%的矿浆，于矿浆中加入800g/t废阴极炭块的捕收剂柴油，100g/t废阴极炭块的起 泡剂2号松醇油。粗选II 粗选I选出石墨粗精粉I后，于浮选槽中剩余矿浆中加入480g/t废阴极炭块的捕收剂柴油，100g/t废阴极炭块的起泡剂。浮选泡沫为含少量氟化物的石 墨粗精粉II，将石墨粗精粉I和石墨粗精粉II混合并过滤得到石墨粗精粉(炭粉)，浮选 槽底部主要为石英及氟化物冰晶石、氟化钠、氟化钙等，浮选水回用。4、所得炭粉碳含量72. 75%，碳回收率99. 47%。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰 也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)破碎粉磨将电解铝废阴极炭块破碎粉磨至-0.074mm占50～90％；(2)水浸将磨好的废阴极炭粉加入水中配成浆体进行水浸，搅拌浸出10～180分钟后过滤，滤饼经洗涤后过滤，滤液经过蒸发得到氟化钠，蒸馏水回用；(3)浮选将水浸浸出渣进行浮选废阴极炭块，浮选泡沫为含少量氟化物的炭粉，浮选水回用。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中先采用破碎机将物料破碎 至-200mm，再利用高频振动磨进行细碎至_2mm，最终利用高频振动磨粉磨至-0. 074mm占 50 90%。
3.根据权利要求1所述的回收方法，其特征在于，所述步骤(2)水浸工艺所配浆体质量 浓度为10 50%，浸出温度20 90°C。
4.如权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)浮选过程包括粗选I 和粗选II，其中粗选I中浮选捕收剂为柴油或煤油，其用量为200 1000g/t废阴极炭块， 起泡剂为2号松醇油，其用量为80 200g/t废阴极炭块；粗选II中浮选捕收剂为柴油或 煤油，其用量为120 600g/t废阴极炭块，起泡剂为2号松醇油，其用量为80 200g/t废 阴极炭块。
全文摘要
本发明公开了一种从电解铝废阴极炭块中回收炭的方法，主要包括破碎粉磨、水浸和浮选等步骤；采用本发明方法的优点在于(1)回收得到的炭粉碳含量达到70％以上，碳回收率达98％以上，可用于制作铝电解用碳素材料、氧化铝脱硫剂等；(2)本发明的方法工艺简单，生产成本低，无二次污染，产品质量稳定可靠，收率高，能连续规模化生产，有利于环保。
文档编号B09B5/00GK101829670SQ201010140908
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者申士富 申请人:北京矿冶研究总院;中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司