铝电解槽炭质固体废弃物综合利用进展

铝电解槽中产生的炭质固体废弃物属于有毒有害废弃物,废阳极炭粒和废阴极炭块的处理技术已成为近些年研究热点.依据国内外研究进展,笔者针对不同炭质固体废弃物的组成,采取与之相应的处理手段以除去有害组分,并回收有价组分.在了解废旧阳极炭粒和废旧阴极炭块的基础上,简述了国内外目前处理铝电解槽炭质固体废弃物的主要方法,可归纳为焙烧...     

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1 300 ℃、喷吹时间20 min和保温时间60 min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 %和氮气喷吹流量为300 mL/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。     

铝电解废阴极炭块工业化应用技术及思考

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。本文综述了国内外废阴极炭块处理技术及工业化应用情况,分析了各工艺的优缺点,并对废阴极炭块处理技术的发展方向进行了展望。     

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.     

基于细观结构铝电解阴极炭块的力学行为研究

从细观结构角度出发,基于蒙特卡罗法构建由炭骨料及沥青黏结剂两相组成的二维阴极炭块随机骨料模型,采用ANSYS软件对阴极炭块模型进行单轴压缩模拟试验,研究骨料的形状、含量以及级配对炭块力学性能的影响。结果表明,随着阴极炭块骨料级配减小、含量增大、圆度增大,阴极炭块模型裂纹萌生扩展越慢,受到损伤破坏越小。该模型数值模拟结果与实际试验结果基本一致,表明采用该模型对炭块的力学行为和破裂过程进行预测是合理和有效的。该模型可以作为对阴极炭块力学行为及破裂过程进行预测和分析研究的一种手段。     

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。     

铝电解槽阴极破损原因及应对措施探析

分析铝电解生产中阴极的常见破损形式和成因，介绍阴极破损的检查判断和维护管理方法。提出预防和改进措施。阴极破损的主要形式有阴极炭块的层状剥落、底部炭块隆起、形成冲蚀坑、底部炭缝裂开。炭块质量和焙烧、启动、运行操作是阴极破损的主要影响因素。通过测量阴极棒头表面温度及阴极小母线的压降可判断槽底是否破损。通过对内衬材质、热场设计、焙烧与启动制度及正常生产维护的优化可有效提高电解槽寿命。     

铝电解废槽衬资源化利用进展

铝电解废槽衬是铝电解工业产生的一种危险固体废弃物,含可溶的氟化物和氰化物,会对周围的环境造成危害。文章简要介绍了铝电解废槽衬的形成原因、废阴极炭块的综合回收利用工艺以及废耐火材料的无害化处理技术,同时还总结了废槽衬中有害物质的存在形式及分布位置,分析了电解铝过程中钠的渗透行为以及阴极炭块石墨化过程的机理及影响因素。     

真空蒸馏电解铝废旧阴极炭块分离碳和电解质

对电解铝废旧阴极炭块真空蒸馏分离碳和电解质进行了理论分析和实验研究,考察了蒸馏温度、保温时间对碳和电解质分离效果的影响。理论研究表明,在真空条件下电解铝废旧阴极炭块中的碳和电解质具有分离的可能性。实验结果表明,提高蒸馏温度和延长保温时间,均可提高铝、氟、钠元素的脱除率和渣中碳含量。在蒸馏压力10～30Pa、蒸馏温度1 350℃、保温时间5h时,蒸馏渣中的碳含量为82.02%,铝脱除率为74.61%,氟脱除率为97.92%,钠脱除率为99.69%。研究表明,添加造孔剂NH_4HCO_3可提高铝的脱除率,NH_4HCO_3的添加量为6%时,铝的脱除率高达96%。研究结果可为真空蒸馏分离碳和电解质提供新的方法,对采用真空蒸馏法处理电解铝废旧阴极炭块具有一定的指导意义和应用价值。     

电解铝废阴极炭的可浮性研究

工业铝电解产生的废阴极主要由石墨化炭和电解质构成,废阴极中的石墨化碳可通过浮选工艺进行综合回收。本文在以柴油为捕收剂、松醇油为起泡剂的浮选体系中,对去离子水清洗前后废阴极炭的可浮性做了对比研究。同时研究了pH值、Na 、K 、Ca2 、Al3 等金属离子对废阴极炭可浮性的影响。试验结果表明,溶解于浮选矿浆中的电解质氟化钠所释放出的金属离子Na 是影响废阴极炭可浮性的主要因素。浮选体系中的金属离子对废阴极炭可浮性影响较大,金属离子价数越高、离子浓度越大废阴极炭可浮性越好。矿浆pH值对废阴极炭可浮性影响不大。     

废旧锂电池正极材料中有价金属的回收工艺研究进展

随着新能源汽车、电子产品等产业的迅猛发展,其核心元件锂离子电池的需求量提升明显,但废旧锂离子电池带来的环境污染和资源浪费问题也日益严重。因此,对废旧锂离子电池的无害化处理和对其中稀缺的有价金属的有效回收利用已经成为国内外科研院所研究的热点及重点。本文综述了从废旧锂离子电池正极材料中提取有价金属的工艺:湿法回收工艺、火法焙烧-湿法冶金联合回收工艺、生物浸出回收工艺以及其他回收工艺。主要阐述了各种方法的原理及优缺点,指出了回收工艺的未来发展方向。      

废旧铝电解槽材料回收利用研究进展

铝电解槽内衬及废旧阴极等材料的无害化处理及回收利用,不仅能解决其堆存导致的严重环境污染,还可实现资源再用,同时可满足生态文明建设与保障资源安全供给的国家重大战略需求。本文总结了废旧铝电解槽材料回收利用的研究现状,分析了这些废旧材料的应用前景,为之后废旧铝电解槽材料处理提供思路。      

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。     

阴极炭块在铝电解槽中的变形计算

阴极炭块砌筑于铝电解槽的底部,在电解槽焙烧—启动及正常的生产过程中,阴极炭块在温度梯度,电解质及钠浓度梯度和各种力的作用下发生变形,对铝电解生产操作和电解槽寿命产生很大影响。分析计算阴极炭块在铝电解槽中的变形情况对铝生产及电解槽设计都有很重要的意义。本文用有限单元法计算了阴极炭块的变形情况,并考虑了钠渗透的作用。计算结果表明,在有钠浓度梯度存在的情况下,阴极炭块的上表面膨胀最大,在端部强约束的情况下,阴极炭块组将发生上拱或表面脱层。     

废旧磷酸铁锂正极片中铁、锂的浸出

废旧磷酸铁锂正极片主要成分是LiFePO4,针对废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收,以粉碎后的废旧磷酸铁锂正极片作为研究对象,研究硫酸作用下的浸出行为。考察了初始硫酸浓度、液固比、反应时间、反应温度对浸出效果的影响。实验结果表明,在最佳反应条件,Li、Fe的浸出率能达到98%,有价金属Li进入浸出液中,实现了废旧磷酸铁锂正极片中有价金属的回收。     

铝电解槽侧部余热高效回收技术工业试验研究

在双碳战略背景下,高效回收利用铝电解槽余热是铝电解产业实现深度节能、降碳的实施路径之一。针对铝电解槽槽壳侧部散热体量大、稳定性好等特点,开发铝电解槽侧部余热高效回收技术,在1台200kA试验槽上开展了工业试验。试验结果表明:铝电解槽余热回收系统整体运行稳定、高效,系统平均回收热量77734 kJ/h,折合每小时回收21.59kW,合吨铝回收317kWh,热回收效率99.71%。该系统能够优化规整炉膛,有利于铝电解槽长寿命、高效、稳定生产运行,为下一步实现铝电解槽柔性生产技术快速能量平衡调整提供了技术支撑。     

硫酸亚铁废液的综合回收利用

在工业生产中每年都会产生大量的硫酸亚铁废液,其中钢铁深加工过程的产出量最大。硫酸亚铁废液中含有硫酸,pH值较低,且含有铁、钴、镍、铝、铬等金属离子,直接排放不仅浪费其中的金属资源,还会对土壤和水体造成严重污染。综合回收硫酸亚铁废液对企业具有巨大经济效益,对社会具有一定环境效益。目前主要的处理方法有中和处理法、化学沉淀法、结晶析出法、溶剂萃取法、微生物法等。针对不同生产过程产生的硫酸亚铁废液应采用相应的处理办法。由于中和处理法产生大量金属污泥、结晶析出法的产品市场需求低、溶剂萃取法处理能力低、微生物法处理周期长,化学沉淀法是目前主要采用的回收方法。化学沉淀法操作简单、无需高性能设备,但试验影响因素多,产品性质波动大。硫酸亚铁废液回收产品主要被应用于颜料行业、水处理行业、磁性材料行业等。多数产品仅利用了废液的铁元素,而硫酸和硫元素并未得到回收利用,如何对废液进行综合回收,是一个研究重点。由于硫酸亚铁废液中杂质元素含量较多,对其进行提纯具有很大的难度,所需生产成本也较高,因此如何直接利用废液也是未来研究的主要方向。