钙质添加剂作用下废阴极炭还原红土镍矿脱毒机理研究

废阴极炭是铝电解工业生产过程中产生的固体废弃物,数量庞大,目前主要处理方法是堆存。废阴极炭成分主要是碳(60%~70%),还含有部分Na_(3) AlF_(6)、NaF、CaF_(2)及NaCN等,其中的氰化物和氟化物会对环境造成严重危害,属于危险废弃物。现已有利用废阴极炭替代碳质还原剂进行炼铁的研究,用来还原红土镍矿的相关研究还没有发现。本文以云南元江红土镍矿为原料,废阴极炭为还原剂,CaCO_(3)为添加剂,对废阴极炭还原红土镍矿的还原效果及固氟效果进行试验研究。试验结果表明:在废阴极炭的添加量14%、还原温度1250℃、还原时间75 min、CaCO_(3)添加量8%的较佳条件下,还原焙烧产物镍和铁品位分别为5.82%和66.23%,镍回收率为94.04%;固氟率为94.9%,此时毒性浸出溶液中F-浓度为30 mg·L^(-1),远小于100 mg·L^(-1)的排放要求;还原焙烧条件下,废阴极炭中的CN-生成CO_(2)和N_(2),F-以CaF_(2)形式留在焙烧矿中,且可作为助熔剂降低镍铁合金熔点,有利于后期焙烧矿的处理。本文研究为废阴极炭的无害化处理提供了一个新思路。

铝电解废阴极炭还原贫化转炉铜渣工艺

基于电解铝工艺废旧阴极炭块基本组成特点,提出以电解铝工艺废旧阴极炭块为还原剂贫化转炉铜渣的新方法。以热力学分析为基础,考察了废阴极炭块加入量、SiO2加入量及氮气喷吹流量对转炉渣中铜贫化效果的影响规律。结果表明,控制贫化温度1300℃、喷吹时间20min、保温时间60min的前提下,调整SiO2加入量为3.4%(Fe/SiO2为2.0)、废阴极炭添加量为2.8%、氮气喷吹流量为300mL/min时,尾渣中残余铜含量可从5.70%降到0.45%,同时废阴极炭块中F-固定率达96.6%,实现了废阴极炭块的无害化与资源化处理。

铝土矿选尾矿与废阴极炭共焙烧过程中氟迁移转化的影响因素

为提升废阴极炭氟的稳定化水平,对铝土矿选尾矿的共焙烧体系进行了试验研究和模拟计算,考察了焙烧温度、预处理和添加剂对氟迁移转化的影响.结果显示,在废阴极炭/尾矿质量比为1:4、焙烧温度为800℃、停留时间为1h的条件下,氟主要以CaF_(2)形式进入底渣,底渣中氟浸出浓度为22.96 mg·L^(-1),远低于《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》(GB 5085.3-2007)规定的100 mg·L^(-1).Factsage7.1模拟结果显示,在SiO_(2)和Al2O_(3)存在下,Na_(3)AlF_(6)和NaF与含钙物质(如CaO)的反应优先于与H_(2)O(g)的反应,使氟分别转化为CaF_(2)和气态氟(如HF(g)),并生成了反应副产物NaAlSiO_(4).球磨预处理(时间为4 h)有效降低废阴极炭和尾矿的粒径,使得氟反应充分进行,氟浸出浓度降至19.61 mg·L^(-1).尾矿经700℃预先焙烧(时间为1h),尾矿中水合氧化物有效分解,使得在与废阴极炭共焙烧过程中产生的H_(2)O(g)含量下降,使氟气化率下降了7.30%,更多氟保留在底渣中,氟浸出浓度升至36.97 mg·L^(-1).在CaO和CaSO_(4)按质量分数10%添加的情况下,共焙烧体系的钙氟比提高,有利于CaF_(2)的生成,氟浸出浓度分别降至12.75 mg·L^(-1)和11.52 mg·L^(-1).另外,在Al_(2)(SO_(4))_(3)按质量分数10%添加的情况下,气态氟组分向单一的HF(g)转化,氟浸出浓度降低至22.01 mg·L^(-1).综合来看,选尾矿与废阴极炭的共焙烧有利于氟的稳定化,并同时形成NaAlSiO_(4)和Fe3O_(4),为废阴极炭的无害化处理和综合利用提供了技术支持.

废阴极炭碳热还原法贫化艾萨铜熔炼渣

以电解铝工艺所产生废阴极炭块为还原剂,可实现艾萨铜熔炼渣中铜的有效火法贫化回收。结合热力学分析,研究了废阴极炭加入量、还原温度、保温时间和CaO添加量对艾萨铜渣中铜贫化回收的影响规律。结果表明,废阴极炭添加量2.0%、还原温度1300℃和保温时间60 min条件下,铜贫化回收率可达98.24%。废阴极炭中F可转移并以CaF_(2)形式固定在贫化尾渣中,尾渣中F^(-)和CN^(-)的毒性浸出浓度远低于国家允许排放标准,实现了艾萨铜熔炼渣铜的高效贫化回收和废阴极炭的资源化利用。

铝工业废渣的综合利用

介绍了炼铝废渣综合利用的基础研究经验 :基于赤泥的化学组成 ,开创了用来生产水泥的先例 ;鉴于电解铝废阴极炭块业已石墨化、氟以NaF存在 ,发明了工业规模回收利用方法 ;依据固渣铝酸钙的热谱线 ,提出用作塑料阻燃剂 ,以及改性用作净水剂。