铝电解大修渣废旧阴极炭的处理技术研究现状及展望

铝电解槽大修渣废旧阴极炭的无害化处理和资源化利用是电解铝行业实现绿色可持续发展的瓶颈所在。介绍了铝电解废阴极炭中的有毒组分及有毒元素的迁移规律,重点总结了高温火法、液相浸出法和协同处理法的原理、研究现状及优缺点,并对未来发展趋势进行了展望。

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。

铝电解废阴极-赤泥协同处置回收铁实验研究

铝电解废阴极和赤泥是铝冶炼生产过程中不可避免的大宗危险固体废弃物,对生态环境存在威胁,但也具有极大的回收潜能。通过短流程一步还原法,以废阴极中碳为还原剂,将赤泥中铁还原为可磁选的单质铁或四氧化三铁,实现“双废”协同处置。研究表明:在温度600℃、时间300 min、m(废阴极)/m(赤泥)=0.75∶1条件下,铁回收率为60.02%。

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。

NaOH亚熔盐处理铝电解废阴极炭块

废阴极炭块是铝电解槽大修时产生的危险固体废弃物.以某铝电解企业废阴极炭块为原料,在明确其物相组成的基础上,分别研究了NaOH亚熔盐与各组分的反应机理.采用单因素方法分析了亚熔盐浸出铝电解废阴极炭块过程中NaOH质量分数、浸出温度、浸出时间、氧分压及搅拌速率对浸出渣中碳纯度(质量分数,下同)的影响.研究结果表明:亚熔盐中的O_(2)^(2-)可以破坏废阴极炭块原料中NaAlSiO_(4)和NaAl_(11)O_(17)的晶体结构,同时,高质量分数的NaOH可以与CaF_(2)反应生成Ca(OH)_(2);亚熔盐浸出铝电解废阴极炭块的最优工艺参数为NaOH质量分数50%、浸出温度215℃、浸出时间5 h、氧分压1 MPa、搅拌速率700 r/min,在此条件下浸出渣中碳纯度达到95.6%.

铝电解废阴极处理工艺研究进展

废阴极是铝电解业不可避免的固体废弃物,含有大量的毒害物质,且有很高的回收潜能。综述了废阴极三类处理方法研究现状,重点回顾了废阴极综合处理工艺进展,对比了三类方法优劣。全面分析铝电解废阴极综合回收处理技术,发现高温热处理具有处理量大、反应速率快、二次污染小等优势,超声波辅助浸出具有产物纯度高、反应速率快、流程简单等特点,两种工艺发展前景广阔,需加强工业化应用探索。

铝电解废阴极碳块中冰晶石浸出研究

采用硫酸与硫酸铵混合溶液酸浸处理铝电解废阴极碳块,研究了硫酸与硫酸铵物质的量比、液固比、浸出温度、浸出时间等参数对废阴极碳块中冰晶石浸出率的影响。结果表明,在浸出温度70℃、液固比8 mL/g、硫酸与硫酸铵物质的量比4、浸出时间120 min的优化条件下,冰晶石浸出率达99.48%;浸出渣主要由炭和氟化钙组成,无浸出毒性,为一般固体废弃物。

铝电解槽废旧阴极资源化利用研究进展

介绍了铝电解槽废旧阴极资源化利用的主要研究和工业化应用进展,分析了各自工艺的技术特点,展望了铝电解废旧阴极回收技术的发展方向。

铝电解废阴极燃烧氟析出及固氟试验研究

考察了废阴极燃烧过程中气态氟的排放特性,研究了不同添加剂对燃烧固氟效果的影响。结果表明:废阴极氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐升高,在1 200℃、停留30min的务件下,氟析出率达到98.26%;添加单一碳酸钙的固氟率为27.02%,复合固氟剂的固氟效果较单一碳酸钙均有改善,其中加入Al_2O_3的固氟率为37.07%,加入NaCl的固氟率达到41.79%。

铝电解废炭素阴极利用现状及发展趋势

铝电解槽废阴极是目前铝电解生产最大宗的固体废弃物。分析了废阴极中的有用成分,综合论述了废阴极的处理现状。提出采用浮选和碱浸工艺可有效回收利用其中的炭和冰晶石。

导流槽的研究进展及工业应用

从导流槽的特点和结构、导流槽的研究进展、导流槽的工业应用三个方面,对导流槽进行了综合评述。虽然导流槽是将来电解槽的发展方向,但目前的研究仅限于阴极材料、物理场数值模拟和电解试验,要在工业上进行应用推广,还有很多的问题尚待解决。

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。

响应曲面法优化铝电解废阴极碱熔提纯工艺

通过响应曲面法优化铝电解废阴极碱熔提纯工艺过程。基于Box-Behnken Design(BBD)设计,研究了温度、时间、初始碱料比对废阴极碱熔除杂效果的影响,获得了影响因素与碱熔渣碳含量之间的二次数学模型,确定了碱熔脱杂最优工艺参数:碱熔温度550 ℃、碱熔时间180 min、初始碱料比2,此条件下碱熔渣碳含量95.47%,与预测值相差0.61个百分点。试验值与模型预测值相近,表明该模型可用于优化废阴极碱熔提纯过程。

铝电解废阴极炭块的资源化利用探讨

废阴极炭块是铝电解生产过程产生的固体废物,由于含有氟化钠和少量氰化物,国家将其归类于危险废物。废阴极炭块含有大量的碳、约65%,其热值较高、发热量22.587 MJ/kg;废阴极炭块的氟化钠含量较高、约15%,氟化钠无规则分布在碳基体内。利用白云石高温两步分解的特点,以白云石作为反应剂,通过实验研究发现:在废阴极炭块中添加40%的白云石,在850℃的加热条件下反应120 min后,氰化物完全氧化分解,白云石分解为MgO和活性CaCO 3,废阴极炭块中的NaF与活性CaCO 3快速反应转化为CaF 2,实现了废阴极炭块的无害化处理。研究结果为废阴极炭块作为替代燃料用于硅热法炼镁的白云石煅烧工序提供了借鉴。

铝电解废阴极炭块处理技术现状及展望

废阴极炭块是电解铝行业产生的主要危险废物之一,对环境危害较大,对其处置利用是铝电解企业长期关注并亟需解决的问题。综述了国内废阴极炭块湿法处理技术、火法处理技术及工业化应用情况,分析了各工艺技术的特点,并对废阴极炭块处理技术的发展方向进行了展望。

从新型工业化角度看铝电解工业的发展

从新型工业化的基本内涵出发 ,结合铝电解工业的发展状况对铝电解工业走新型工业化的方向和途径进行了论述 。

铝电解废阴极酸浸提纯工艺研究

研究了盐酸浸出提纯铝电解废阴极实验过程,对比了超声波辅助浸出和机械搅拌浸出对纯化效果的影响。相同条件下,超声波辅助浸出效果更优。废阴极酸浸提纯最佳条件为超声波场中温度65℃、时间60min、初始酸浓度1.5mol/L,所得炭粉纯度为94.67%。

铝电解废阴极碱浸提纯实验研究

为回收铝电解废阴极中的石墨,选择氢氧化钠浸出分离废阴极中杂质。通过正交实验和单因素实验确定了最优实验参数。结果表明:初始碱浓度对废阴极碱浸除杂影响最显著,浸出时间对碱浸除杂效果影响最小;最优碱浸实验参数为温度65℃、时间60min、初始碱浓度1.2mol/L、液固比10,最优条件下可获得碳含量89.55%的浸出炭粉。

铝电解槽废阴极碳基复合电极电化学性能研究

为了弥补锂离子电池能量密度低、双离子电池(DIBs)容量低的问题,将铝电解废阴极碳(SCC)与商用镍钴铝酸锂(NCA)结合,制备一种复合电极材料用于双离子电池正极。该复合电极在工作电压区间能够同时实现阳离子(Li^(+))脱出与阴离子(PF_(6)^(-))嵌入,满足高能量密度、低成本的要求。由于低电压区间锂离子的脱嵌,SCC@NCA的初始放电比容量能够达到98.2 mAh·g^(-1),较纯SCC(28.4 mAh·g^(-1))有明显提高。在150 mA·g^(-1)电流强度下循环210圈后仍有57.3%的容量保持率,并且该复合电极能够表现出378.8 Wh·kg^(-1)的高能量密度,即使在2677.1 W·kg^(-1)的高功率密度下,能量密度仍保持在187.4 Wh·kg^(-1)。同时由于SCC的微膨胀结构给离子的扩散提供了更宽的迁移通道,复合后电极材料表现出更小的阻抗和更高的锂离子扩散速率。优异的电化学性能为SCC的研究和应用提供了新方向,实现了铝电解产业高危废弃物的无害化和高值化利用。

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。