高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块

废旧阴极炭块的无害化与资源化已成为制约铝电解行业绿色可持续发展的资源环境难题。利用高温焙烧法处理废旧阴极炭块,基于不同粒度废旧阴极炭块的工业成分和浸出毒性,探索骨料粒度和焙烧温度对高温焙烧处理效果的影响。结果表明,随着骨料粒度的增大和焙烧温度的提高,回收炭材料碳含量逐渐提高,可溶性氟化物含量大幅降低。在最佳高温焙烧参数下,回收炭材料的碳含量由65.21%提高至94.52%,F-浸出浓度由4018.55 mg L降至7.63 mg L。同时利用化学沉淀法对气态冷凝产物进行固化处理,提取高纯度的CaF 2产品,避免高浓度含氟烟气二次污染。通过高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块具备技术可行性。

铝电解槽废旧阴极炭块中有价组分的回收

铝电解槽废旧阴极炭块是铝电解生产最大宗的固体废弃物,并且是含氟量极高的危险固体废料,严重污染周围的环境.采用水洗—化学浸出—煅烧工艺回收铝电解槽废旧阴极炭块中的氟化物和碳粉,采用硫酸铝溶液浸出废旧阴极炭块,实验得到适宜的浸出条件为25℃浸出24 h,碳的回收率达到88%,最终产物碳的纯度从61.3%提高到89.6%.考察了溶液温度、溶液p H值和时间与氟回收率之间的关系,浸出溶液中氟化物以Al2((OH)0.46F0.54)6H2O和Na5Al3F14形式析出,回收的最佳条件为溶液温度90℃,p H值为5.5,180 min得到氟离子回收率最大为99.7%,高温煅烧后所得产品为Al F3和Na5Al3F14.

铝电解槽废旧阴极炭块中电解质与炭分离的浮选法研究

研究了捕收剂十二烷基苯磺酸钠、萘基羟肟酸、油酸和磺基水杨酸对铝电解槽废旧阴极炭块中电解质与炭的分离,并考察了上述四种捕收剂对纯冰晶石和氧化铝的浮选及氟离子对浮选的影响。结果表明,捕收剂十二烷基苯磺酸钠、萘基羟肟酸和油酸效果较好。浮选分离后可得到含炭仅5％的电解质,电解质的回收率可达90％以上。

废旧阴极炭块的高温燃烧动力学

本文提出了一维结渣动力学模型，并用该模型研究铝电解槽废旧阴极炭块的高温燃烧动力学。研究了不同碳含量和温度对反应速率的影响，实验结果表明：在碳含量为70％～100％时，碳浓度变化对反应速率的影响符合0．46级反应；在温度区间为900～1080＂（2时，碳含量为72％的废旧阴极炭块活化能为2263．15kJ／mol。

高压碱浸法处理铝电解废旧阴极炭块

利用高压碱浸工艺处理废旧阴极炭块,研究了NaOH浓度、碱浸温度、液固比、反应时间对处理效果的影响,并通XRD、XRF、浸出毒性分析、SEM-EDS探索了废旧阴极炭块处理前后的物相组成、元素含量、浸出毒性、微观形貌和元素分布的变化规律。结果表明,随着NaOH浓度的增加,回收炭材料的碳纯度和F^(-)浸出浓度分别呈现先增加后减小、先减小后增大的变化趋势,随着碱浸温度、液固比、反应时间的增加,回收炭材料的碳纯度逐渐增大,F^(-)浸出浓度不断降低。在最佳工艺条件下,废旧阴极炭块的碳含量从60.02%提高至88.63%,氟浸出浓度含量从2699.95 mg/L降低至22.19 mg/L,并成功利用碳酸化分解法从浸出液中提取冰晶石产品。高压碱浸工艺具备实现废旧阴极炭块无害化与资源化回收的技术可行性。

铝电解槽废旧阴极炭块高温处理前后性质研究

针对铝电解槽废旧阴极炭块,采用MLA方法对高温真空条件处理前后样品进行性质分析研究。结果表明,高温处理后,铝电解槽废旧阴极炭块中大部分杂质被脱除。同时,石墨-冰晶石连生体、石墨-萤石-冰晶石连生体和石墨-NaAl_(11)O_(17)-冰晶石多相连生体热解成石墨炭单体、石墨-冰晶石连生体和新生石墨-霞石连生体。此外,废旧阴极炭块中石墨炭单体从25%增长到约55%,碳纯度为93.55%,NaAl_(11)O_(17)、钠钙硅酸盐、钠铝硅酸盐等13种成分物质脱除率达到100%,FeAlSi脱除率达到95.24%,冰晶石脱除率达到94.41%,钠长石脱除率达到89.47%,石英脱除率达到80%,萤石脱除率也达到69.38%等,说明铝电解槽废旧阴极炭块高温处理后使复杂连生体热解为简单连生体,证明真空蒸馏法能够有效实现铝电解槽废旧阴极炭块的提纯与杂质分离。

高压浸出处理废旧阴极炭块回收石墨掺配制备铝用炭阳极

废旧阴极炭块作为铝工业仅次于赤泥的第二大固体废物,对于生态环境具有显著污染隐患,同时富含大量优质石墨资源,兼具循环利用属性。为实现废旧阴极炭块优质石墨资源的高效循环利用,利用高压浸出处理废旧阴极炭块,系统对比了废旧阴极炭块、煅后石油焦以及不同阶段回收石墨的理化性质差异,选取回收石墨掺配制备铝电解炭阳极。结果表明,相较于煅后石油焦,回收石墨具有较为接近的工业成分、物相组成及元素含量,但晶体结构和沥青润湿性存在显著差异。鉴于此,随着回收石墨掺配量的增加,制备阳极的使用性能逐渐降低。在低掺量条件下,废旧阴极炭块回收石墨具备掺配制备铝电解炭阳极的可行性和应用潜力。

铝电解废旧阴极炭块综合利用进展

铝电解废旧阴极炭块是电解铝生产排放的一种固体废弃物,对环境危害大,但同时含有大量的炭和氟化物,具有很高的回收利用价值。从废旧阴极的产生和性质出发,对废旧阴极无害化和资源化利用技术进行研究,对比分析了不同处理处置技术的优缺点和存在的问题,并对废旧阴极综合利用技术进行了展望,以期为铝电解行业绿色低碳发展提供参考。

铝电解废旧阴极炭综合利用进展

铝电解产生的废旧阴极炭块是有毒有害废弃物。阐述了电解铝产生废旧阴极炭块的背景、主要成分及其堆放对环境的影响,并对废旧阴极炭块的回收利用进行了综述。关于废旧阴极炭块的回收与利用的研究主要分为回收废旧阴极炭中的有价值成分和无害化处理废旧阴极炭。阐述了浮选法、高温燃烧法和化学浸出法回收废旧阴极炭中有价物质的基本原理和优缺点,对废旧阴极炭综合利用方向进行了分析,对回收技术的未来发展进行了展望。

铝电解行业废旧阴极炭热处置过程中氟化物转化特性研究

废旧阴极炭(Spent Potlining,SPL)水溶性氟化物的质量分数较高,被列为危险废物(Hazardous Waste 48,HW48)。热处置具有快速减量化、无害化等优势已成为主流处置方式。利用管式炉模拟SPL与不同质量比污泥焚烧底渣(Textile Dyeing Sludge Combustion Ash,TDSA)、CaO协同热处置,以探索其在750℃、850℃和950℃燃烧过程中氟化物迁移转化行为。定量测试SPL在单烧和掺烧过程中氟化物的挥发率。探究水溶性NaF热处置过程中迁移转化路径、影响因素及固氟机理。利用FactSage 7.1热力学模拟软件模拟SPL与不同添加剂掺烧过程中氟转化规律,以获得F、Na、Ca、S的热交互作用及竞争机制。结果显示:SPL与TDSA和CaO掺烧时,随焚烧温度的升高,F的挥发率也随之增加;当温度高于850℃时,氟化物主要以气态NaF和HF逸出。当添加TDSA时,S与NaF和Ca化合物易结合并生成Na2 SO_(4)和CaSO_(4),促进了NaF转化。SPL单独焚烧时,Na3 AlF6在高温下分解为NaF,当添加CaO和TDSA时,可促使Na3AlF6和NaF转化为稳定、无毒的CaF2。同时,添加CaO可促使NaF转化为更稳定的CaF2和Ca4 Si 2O7F2。研究为SPL无害化焚烧处理过程中氟化物污染控制的添加剂选择及温度的优化提供了理论依据。

铝电解废旧阴极浮选实验研究

研究了铝电解废旧阴极炭块浮选法富集回收炭粉。最优工艺参数:粒径-200目;矿浆浓度25%;抑制剂水玻璃添加量600 g/t、捕收剂煤油添加量400 g/t、起泡剂二号油添加量30 g/t;加药间隔2 min。所得浮选工艺稳定性好,得到的浮选上层渣碳含量为80.67%。浮选药剂对粗选上层炭渣品位影响主次关系为捕收剂>抑制剂>起泡剂。浮选法进一步富集了铝电解废旧阴极中的炭,实现了炭和电解质的初步分离。