种电解铝阳极废料分离回收方法

一种电解铝阳极废料分离回收方法

技术领域

本发明涉及废料回收利用领域，进一步涉及电解铝阳极废料分离回收技术。

背景技术

经分析在电解铝过程中产生的阳极废料主要所含成份：阳极废碳素料、冰晶石、氧化铝、氧化铁及其它微量杂质，各物质成份所含的百分比约为阳极废碳素料（石油焦碳）75%左右，氧化铝6%左右，冰晶石11%左右，铁和氧化铁4%其它杂质4%左右。以上数据在不同厂家所含的各物质百分比各不相同。

废阳极块中所含的各物料中，主要以废碳素块材料为主，氧化铝、冰晶石、铁和氧化铁及其它杂物质使碳素块不能直接利用。由于铝是由电解过程产生的，铝是一种非常重要的金属材料，无论是从产量、消费量或是应用范围来说，铝都仅次于钢铁而远居各有色金属之首。因此电解铝产生的阳极废料在不断增加，从目前估测中国每年产生的废阳极块在500万吨以上，全世界约计在10000万吨左右，此种废料不能直接利用，对此种废料以前主要采取掩埋的方式进行处理，这样对地球环境潜在着极大的危害。有些处理方法是直接进行燃烧，因冰晶石在碳素块燃烧助燃的情况下产生大量的有毒物质和有害气体，这样更加会对大气造成极大的污染和对资源的极大的浪费。废料中的碳素块是由石油作为原材料所制成的，石油是有限资源，资源越来越匮乏。对此种废料碳素的提取非常有必要。冰晶石的用途也非常广，主要用作铝电解的助熔剂，也用作橡胶、砂轮的耐磨填充剂、搪瓷的乳白剂、玻璃的遮光剂和金属熔剂。铁和氧化铁的提取提高了废物的附加值并且节约了资源。因此废物的提取利用增加了废物再利用的附加值，实现了循环经济再利用的模式和环境无污染、无危害、无浪费的“三无”模式。

由于目前技术上的瓶颈，未能对其废料进行回收再利用，是再利用领域庞大的空白。因此，从阳极废物中以物理法提取和化学法提纯相结合对各种有用物料的分离提取技术工艺是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是以电解铝阳极原始物料以各物质的物理性质和化学性质进行分离回收的技术，以各种筛选：光分选、色选、手选、磁选、电选、破碎磨粉、浮选、反应釜、脱水烘干、等一系列工艺完成废料中各种物质分离提纯，使各物质最终达到各工业应用的级别。整流程分选成本低、劳动力需求量小、实现了工业自动化流水生产。

本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种从电解铝阳极废料提取焦碳、铁、冰晶和氧化铝的方法，其特征在于：依次进行以下步骤：

a将电解铝废料用上料工具送至收尘储料仓，储料仓为上端封闭型有收尘孔，当物料进仓时风道上端电阀门自动打开并进行收尘，仓内壁有橡胶铺垫，仓下端为出料口可根据物料大小来调整口径。

b把物料通过大型皮带输送机送入振动收尘筛，振动筛如图X，振动筛下侧有收尘系统和储料仓，振动筛孔可根据物料筛选要求的粒度来调整，振动筛为活动型，一端固定在仓体一侧，另一端放置在仓体橡胶垫上。振动筛由上端拉动定时为筛网上的物料进行清理，振动筛拉至垂直角度后30°左右，使物料自动脱落下，并落至下端橡胶皮垫上。使大焦碳块物料直径或长度大于13cm左右以上的物料通过机下皮带输送机运至机外（大块物料全部为焦碳块，此类焦碳块所含灰粉极少，无需再次加工分选，可直接利用）。

c把筛下小与13cm左右的物料通过磁选皮带输送机6A送至组合圆筒除尘筛7，6A输送的同时把磁性物C1提取。

d组合圆筒除尘筛7把送至的物料进行筛选分级，在筛选的同时各物料在组合圆筒除尘筛中互相碰撞摩擦，使焦碳表面附着结合的冰晶石或氧化铝受到摩擦脱落。并把产生的粉尘收集。

e把组合圆筒除尘筛筛分的各类物料通过送料机送至料仓或直接进入色选机、光分选机以及手工光照分选（根据物料颜色和透明性差异及光性不同进行分选）。

f组合圆筒除尘筛筛下的3cm以下的物料通过磁选输送机6B把非磁性物输送至多层振动除尘筛。6B输送的同时把磁性物C2提取分离。

g多台多层振动除尘筛把筛选物料分成：Φ20-30mm、Φ10-20mm、Φ5-10mm、Φ3-5mm、Φ1-3mm、Φ0.5-1mm、Φ0.5mm以下的共7种物料，并把各类物料通过送料机送至各自的储料仓。

h把各种物料从各自的料仓中用过各自的送料机，送至各类物料相对应的加热式电选机进行分选。物料的粒径不同，所用的加热式电选机内部结构和喂料不尽相同，分选时可用多辊或单辊进行反复分选，直达到各自分选的物料质量要求为准，大于Φ3mm以上的物料电选设备各送料系统尽量用皮带输送机输送，因皮带输送机不易破坏原物料的粒度，并且不易使非焦碳物外表附着细焦碳粉。分选此类物料的加热型电选机机上端要用振动喂料系统，因振动喂料系统不易破坏物料的粒度。小于Φ3mm以下的物料所用加热型电选机，因粒度较小，可用花键罗拉轴来进行喂料。通过各类加热型电选机分选，把焦碳和其他物料分选开，此类分选的焦碳因粒度较大，所含灰粉极少，可直接利用（改变了原始把各种粒度的物料全部进行粉碎、磨粉，再用浮选方法进行焦碳的提取，节省了大量能源、水源和劳动力）。

i把分离出的非焦碳物A1、A2、A3通过破碎机进行破碎（由锤式破碎机、鄂式破碎机、对辊式破碎机、锥湿破碎机进行破碎），粉碎后直接进入磨粉设备（涡流磨、振动磨、球磨机、对辊磨机等）进行细磨，磨出的粉通过集料器收集后进行筛选，把粒度大于50目的物料返回磨机进行再

次磨粉，各粉碎设备和筛机都有除尘设备。

j把粉碎后粒度小于50目以下的物料送入浮选机，浮选时加入浮选药剂（捕收剂、起泡剂、调整剂），使焦碳和非碳物（冰晶石、氧化铝）分离开，焦碳经多次浮选分离后进行脱水、烘干形成纯净的焦碳粉B7，分离出冰晶石和氧化铝的混合物（浮选所用的水和浮选药剂全部循环利用）。

k分出的冰晶石、氧化铝经过脱水和烘干后进入加热型电选机进行分选，根据冰晶石和氧化铝的电性差异（包括介电常数、电导率、及相对电阻、电热性、比导电度及整流性等），进行电选分离得到纯净的冰晶石和含有微量杂质的氧化铝。

l把含杂的氧化铝送入反应釜，加入数倍的含氟盐酸，再加热温度至50-100℃，搅拌反应一定时间排出，再经过过滤、脱液，把过滤、脱液的液体循环使用，把脱液后的物料进行水洗，水洗后进行脱水、烘干得到高纯的冰晶石。

m焦碳物B6Φ1-3mm、焦碳B6Φ1-0.5mm和焦碳B750目以下按一定比例加入沥青进行搅拌、混捏、压块成型、焙烧等工艺制成焦碳块（或把各类焦碳粒B直接利用或出售）。

n分选过程中的磁性物C1和C2通过分选把大块纯铁物分选出来，把氧化铁和碳的结合物再进行粉碎、磨粉和磁选，分选出焦碳和氧化铁。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的图。

具体实施方式

以下结合实施例对发明的结构及使用情况加以详细说明：

实施例1：

电解铝废渣，上料（铲车1），收尘储料仓2，自动输送机3，振动收尘机筛4，分离为大于13厘米的炭物和小于或等于13厘米的物料，其中：大于13厘米的炭物经输送机5送至物料仓炭C1；物料仓炭C1收集备用；小于或等于13厘米的物料，经磁选输送机6A分离为磁性物L1，其余再经组合圆筒风选筛7，按颗粒大小分解为7－13厘米物料（大于7厘米、小于或等于13厘米，不含7厘米），3－7厘米物料（大于或等于3厘米，小于或等于7厘米），3厘米以下物料（不含3厘米）三种；其中，

7－13厘米物料经输送机8输送至料仓9，再经输送机10，经色选机、手工分选或光分离方法分离出纯炭C2，电解质和非炭物A1；纯炭C2收集备用；

3－7厘米物料经输送机11输送至料仓12，再经输送机13，经色选机、手工分选或光分离方法分离出纯炭C3，电解质和非炭物A2；纯炭C3收集备用；