一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法与流程

本发明涉及电解铝行业废弃物的回收利用技术领域，具体涉及一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法。

背景技术：

随着国内电解铝产能的不断增长，越来越多的电解铝固体废弃物产生，这些废弃物既污染环境，又会造成经济损失。电解铝阳极覆盖料是一种冰晶石/氧化铝基的覆盖料，用来保护阳极，具有减少阳极氧化、降低铁炭压降、保温等作用，虽然冰晶石/氧化铝基的覆盖料可以循环使用，但是在实际生产中，换极操作会使得大量电解质作为覆盖料被带出，这也就导致了电解铝厂废弃的覆盖料越积越多，亟需回收利用。目前，覆盖料的回收利用还没有引起人们的重视，但是如此巨大的数量不可忽视。

废覆盖料的主要成分为氧化铝和冰晶石，以及含量较低的氟化钙、氟化镁、氟化钾等物质。迄今为止，还没有人做过覆盖料或相似成分物质的浮选法分离研究，用于冰晶石的浮选药剂的研究报道也几乎没有看到；因此，在现有文献中尚无浮选冰晶石的捕收剂或抑制剂可供参考，因此，研究阳极覆盖料的浮选方法，既能解决固体废弃物的综合利用问题，又能研究冰晶石的浮选机理，为其他电解铝固废的处理提供可行的方案。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法，通过浮选的方法处理废弃电解铝阳极覆盖料，实现冰晶石和氧化铝的高度分离，回收冰晶石和氧化铝。

(二)技术方案

一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法，所述浮选方法是将铝电解阳极覆盖料的粉末用水调浆，并添加浮选药剂后进行浮选，其中所述浮选药剂包括ph调整剂、抑制剂和捕收剂；所述ph调整剂为碳酸钠、氢氧化钠及氧化钙中的一种或几种；所述捕收剂为油酸钠、亚油酸钠、油酸钾及大豆油酸钾中的一种或几种；所述抑制剂为羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠中的一种或几种。

在本发明一个较佳实施例中，所述浮选方法包括如下步骤：

s1:原料制备：将铝电解阳极覆盖料破碎、磨细、筛分；

s2:将制备好的原料与水按照1:1.5-3.5的质量比混合调浆，得到待浮选矿浆；

s3:将待浮选矿浆放入浮选槽后，开启搅拌，然后加入ph调节剂将待浮选矿浆ph调节至7-10，接着加入所述抑制剂，继续搅拌，最后加入捕收剂，搅拌充分后，进行充气浮选刮泡。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s1包括：将块状铝电解阳极覆盖料破碎成小块，再使用球磨机磨细，磨细后使用200目筛网筛分，筛下物进入上述步骤s2，筛上物返回所述球磨机再磨。

通过磨细、筛分的方法实现冰晶石和氧化铝的初步分离，避免相互包覆，影响浮选效果。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s1中，使用干式球磨机磨细30～50分钟。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s2中，将制备好的原料与水按照1:2的质量比混合调浆。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，以所述原料为基准，抑制剂为羧甲基纤维素钠时，用量为0.05-0.4kg/t；以所述原料为基准，抑制剂为亚甲基双萘磺酸钠时，用量为0.2-0.35kg/t；

步骤s3中，以所述原料为基准，捕收剂为油酸钠时，其用量为0.2-1.2kg/t；以所述原料为基准，捕收剂为油酸钾时，其用量为0.2-1.2kg/t。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，优选使用cao作为ph调节剂将待浮选矿浆ph调至9后，将作为抑制剂的羧甲基纤维素钠或亚甲基双萘磺酸钠、作为捕收剂的油酸钠依次加入到浮选槽中。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，所述捕收剂、抑制剂均以水溶液的形式加入到所述浮选槽中；所述捕收剂为油酸钠，其水溶液浓度为9-10％，所述抑制剂为羧甲基纤维素钠，其水溶液质量浓度为1.5-3％。

更优选地，所述氢氧化钠水溶液质量浓度为30％，所述油酸钠水溶液浓度为10％，所述羧甲基纤维素钠水溶液质量浓度为2％。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，向所述浮选槽中添加的顺序依次为ph调节剂、抑制剂和捕收剂，且每次加入一种药剂后搅拌2-5分钟，再进行下一步操作。

在本发明一个较佳实施例中，步骤s3中，所述充气浮选刮泡为4-7分钟。

在本发明一个较佳实施例中，所述浮选方法还包括一个精选步骤s4：将步骤s3刮取的气泡，加水稀释后进行精选，精选不添加浮选药剂。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明首次提出一种浮选方法用于回收电解铝阳极覆盖料，将其中的主要成分氧化铝和冰晶石进行分离，避免电解铝厂的覆盖料被浪费，解决铝电解厂固体废弃物的综合利用问题，为其他电解铝固废的处理提供可行的方案。

本发明的浮选方法可以有效分离冰晶石和氧化铝，且使用的药剂制度简单，无需添加起泡剂、分散剂，使用的药剂均成本低廉，易购买，因此，本发明为处理铝电解阳极覆盖料提供一种经济可行的方法。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法的流程示意图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明较佳实施例的一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法的流程示意图，包括：

s1:原料制备：将铝电解阳极覆盖料破碎、磨细、筛分；将块状铝电解阳极覆盖料破碎成小块，再使用球磨机磨细，磨细后使用200目(0.074mm以下可过筛)筛网筛分，筛下物进入上述步骤s2，而筛上物返回所述球磨机再次磨细和过筛。

优选地，破碎成小块的覆盖料使用干式球磨机磨细30-50分钟。

通过磨细、筛分的方法实现冰晶石和氧化铝的初步分离，避免相互包覆，影响浮选效果。

s2:调浆：将制备好的原料与水按照1:1.5-3.5的质量比混合调浆，得到待浮选矿浆，优选按照原料：水＝1:2的质量比混合调浆。

s3:充气浮选：将待浮选矿浆放入浮选槽后，开启搅拌，然后加入ph调节剂将待浮选矿浆ph调节至7-10，接着加入所述抑制剂，继续搅拌，最后加入捕收剂，搅拌充分后，进行充气浮选刮泡4-7分钟。

其中：ph调整剂为碳酸钠、氢氧化钠及氧化钙中的一种或几种；捕收剂为油酸钠、亚油酸钠、油酸钾及大豆油酸钾中的一种或几种；抑制剂为羧甲基纤维素钠、亚甲基双萘磺酸钠中的一种或几种。

浮选槽开启搅拌后，可使原料充分分散在水中，先加入ph调整剂调节ph到7-10后，加入抑制剂，充分搅拌后，最后加入捕收剂，搅拌2-3分钟后，开始充气浮选刮泡。

油酸钠作为捕收剂，以原料重量为基准，油酸钠的用量为0.2-1.2kg/t。使用前，需先加水进行稀释，将油酸钠与水按质量比1:9配制成水溶液。

选择羧甲基纤维素钠为抑制剂时，以原料重量为基准，羧甲基纤维素钠的用量为0.05-0.4kg/t，使用前需加水配成质量浓度1.5-3％的水溶液；选择以亚甲基双萘磺酸钠为抑制剂时，亚甲基双萘磺酸钠的用量为0.2-0.35kg/t。

ph调节剂为碳酸钠、氢氧化钠、氧化钙中的一种或几种的混合物；用调整剂将矿浆ph值调整至7-10。优选地，以氢氧化钠为ph调节剂，且使用前配制成质量浓度为28～32％的水溶液。

s4：精选：将步骤s3刮取的粗选气泡，加水稀释后进行精选，精选不添加浮选药剂。

以下结合具体实施例进一步说明本发明的特点和技术效果。

以下实施例采用的原料均为同一覆盖料，其主要成分含量是氧化铝约31wt％、冰晶石53w％，其他氟化物共计14wt％，炭块等2wt％。

实施例1

本实施例提供一种回收铝电解阳极覆盖料的浮选方法，包括：

(1)将铝电解阳极覆盖料破碎后，使用干式球磨机磨细30分钟，磨细后使用200目振动筛筛分，筛下物进入复选，筛上物返回重新磨细。

(2)原料制备好后用水调浆,按原料与水质量比1:2向原料中添加温水，使混匀后的料浆温度在30摄氏度左右，优选为33-38℃。

(3)配制浮选药剂：将浮选药剂均配制成水溶液，其中：抑制剂羧甲基纤维素钠水溶液质量浓度为2％，捕收剂油酸钠水溶液的质量浓度为10％，ph调节剂氢氧化钠水溶液的质量浓度为30％。

(4)将步骤(2)的浆料放入浮选机的浮选槽中，开主轴搅拌2分钟充分地分散后，添加氢氧化钠溶液调整浆料ph值至9，再加入抑制剂羧甲基纤维素钠溶液，用量为200g/t(以溶质羧甲基纤维素钠计)，加入捕收剂油酸钠用量800g/t(以溶质油酸钠计)，搅拌2分钟后开始充气刮泡，刮泡4分钟。

(5)取粗选气泡加水至1l稀释后进行精选，精选不添加浮选药剂。

经过4次实验测定，粗选精矿中氧化铝含量约为29.04％，冰晶石含量约为54.37％。尾矿中冰晶石含量约为32.76％，冰晶石含量52.45％。精选精矿中氧化铝含量约为30.28％，冰晶石含量约为55.23％。

实施例2

本实施例的浮选方法与实施例1相比，区别在于：使用氧化钙粉末作为ph调整剂，调整ph仍为9，油酸钠使用量减少至200g/t。

经过4次浮选后，测得精选精矿中氧化铝含量约为25.57％，冰晶石含量约为56.76％，粗选尾矿中氧化铝含量约为37.38％，冰晶石含量约为47.07％。其中粗选产率约为63％，精选产率约为25％。

实施例3

本实施例相比于实施例2，区别在于：使用亚甲基双萘磺酸钠作为抑制剂，用量为0.35kg/t。

经过4次浮选后，测得精选精矿中氧化铝含量约为28.37％，冰晶石含量约为56.97％，粗选尾矿中氧化铝含量约为37.71％，冰晶石含量约为45.65％。其中粗选产率约为70％，精选产率约为62％。

其中，实施例3与实施例2的浮选分离效果很相当，且明显优于实施例1。由此说明，在以氧化钙作为ph调节剂调至ph＝9、且以油酸钠作捕收剂时，以羧甲基纤维素钠或亚甲基双萘磺酸钠任一种作抑制剂，获得的浮选分离效果均较优。

实施例4

本实施例相比于实施例3，区别仅在于，调整粗选刮泡时间，从4分钟调整至7分钟。

经过5次浮选后，测得粗选精矿中氧化铝含量约为27.96％，冰晶石含量约为54.20％，粗选尾矿中氧化铝含量约为36.93％，冰晶石含量约为44.17％，精选精矿中氧化铝含量约为26.87％，冰晶石含量约为57.04％。其中粗选产率约为82％，精选产率约为55％。

因此，延长充气浮选刮泡时间，有利于提高粗选产率。本实施例的粗选效率最优。

实施例5

本实施例相比较于实施例1，使用碳酸钠为ph调节剂，调至ph＝8，油酸钠的使用量为1200g/t，抑制剂为羧甲基纤维素钠，用量为200g/t。

经过4次浮选后，测得粗选精矿中氧化铝含量约为30.32％，冰晶石含量约为54.98％，粗选尾矿中氧化铝含量约为33.41％，冰晶石含量约为49.17％，精选精矿中氧化铝含量约为30.09％，冰晶石含量约为55.31％。其中粗选产率约为75％，精选产率约为63％。

实施例6

本实施例相比较于实施例1，使用碳酸钠为ph调节剂，调至ph＝9，捕收剂使用油酸钾，使用量为200g/t，抑制剂为亚甲基双萘磺酸钠，用量为200g/t。

经过4次浮选后，测得粗选尾矿中氧化铝含量约为33.78％，冰晶石含量约为48.67％，精选精矿中氧化铝含量约为30.84％，冰晶石含量约为55.82％。其中粗选产率约为73％，精选产率约为62％。

实施例7

本实施例相比较于实施例1，使用碳酸钠为ph调节剂，调至ph＝9，捕收剂使用油酸钾，使用量为1200g/t，抑制剂为亚甲基双萘磺酸钠，用量为200g/t。

经过4次浮选后，测得粗选尾矿中氧化铝含量约为34.32％，冰晶石含量约为48.54％，精选精矿中氧化铝含量约为29.87％，冰晶石含量约为55.85％。其中粗选产率约为73％，精选产率约为60％。

实施例8

本实施例相比较于实施例1，使用cao粉末为ph调节剂，调至ph＝9，亚油酸钠的使用量为350g/t，抑制剂为羧甲基纤维素钠，用量为400g/t。

经过4次浮选后，测得粗选尾矿中氧化铝含量约为35.38％，冰晶石含量约为46.65％，精选精矿中氧化铝含量约为27.92％，冰晶石含量约为56.82％。其中粗选产率约为70％，精选产率约为62％。

实施例9

本实施例相比较于实施例1，使用cao粉末为ph调节剂，调至ph＝9，大豆油酸钾的使用量为800g/t，抑制剂羧为甲基纤维素钠，用量为50g/t。

经过4次浮选后，测得粗选尾矿中氧化铝含量约为34.06％，冰晶石含量约为48.53％，精选精矿中氧化铝含量约为30.18％，冰晶石含量约为55.91％。其中粗选产率约为73％，精选产率约为63％。

对比例1

本对比例是在实施例2的基础上，使用碳酸钠为ph调节剂，调至ph＝9，捕收剂为十二胺，使用量为120g/t，抑制剂为羧甲基纤维素钠，用量为200g/t。

经过4次浮选后，测得粗选精矿中氧化铝含量约为15.02％，冰晶石含量约为33.85％，粗选产率约为20％。由以上比对可知，对比例1的浮选分离效果较差。

通过以上实施例可以看出，本发明的浮选方法可以有效分离冰晶石和氧化铝，且本发明的药剂制度简单，无需添加起泡剂和分散剂，使用的药剂均成本低廉，易购买。因此，本发明为处理铝电解阳极覆盖料提供一种经济可行的方法。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。另外，上述各实施例中的技术特征，在进行特征组合且不矛盾的情况下的任意组合，也应包含在本发明中。