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。     

铝电解废阴极炭块回收利用综述

生产铝过程中产生的铝电解槽废阴极属于有毒有害废弃物,废旧阴极炭块的性质及处理方法已成为近些年研究热点。依照国内外研究进展,笔者综述了不同使用时间下铝电解阴极炭块破损原因及破碎程度,针对不同的破碎原因选择合理的预防手段及修复方法。研究同一铝电解槽中的废旧阴极的不同层面破损程度,以便在后期研究过程中可分类处理阴极炭块,为更好处理废旧阴极炭块提供了可能。在了解废旧阴极炭块的基础上简述了国内外目前处理铝电解废旧阴极炭块的主要方法,归纳为浮选法、化学法、高温法,简述其中具有代表性的处理工艺及优缺点,并作出了总结与展望。      

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的条件下,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Al2O3的固氟率为37.07%,加入NaCl的固氟率达到41.79%。     

铝电解阴极新技术

在振动成型生产阴极炭块过程中 ,直接把TiB2复合材料和炭块基体振动压制成为一体化复合阴极 ,经过焙烧 ,按常规方法在 75kA预焙电解槽上进行砌筑和工业试验 ,两年来试验槽生产稳定 ,炉底干净 ,炉膛规整 ,易于操作维护 ,TiB2 复合层不脱落 ,不起层 ,效果良好。试验槽电流效率提高0 .9% ,直流电耗吨铝降低 1 88kWh,炉底压降也有所降低 ,原铝质量毫无影响。     

铝电解废阴极炭块中氟化钠浸出动力学研究

废阴极炭块是铝电解槽大修时产生的危险固体废弃物,由于长期受到电解质的侵蚀而含有大量可溶性氟化物,堆存或填埋处理将造成严重的环境污染。主要研究了废阴极炭块中氟化钠的浸出动力学,揭示了温度、粒度、液固比等因素对铝电解废阴极炭块中氟化钠浸出的影响。结果表明:在液固比25mL/g、温度85℃、粒度0.058~0.075mm的条件下浸出1h,可溶氟浸出率可达98.9%,浸出渣中可溶氟含量为83.53mg/L,低于100mg/L的安全排放标准,可实现废阴极炭块的无害化处理;浸出过程符合固体膜层内扩散控制的收缩核模型,表观活化能为8.97kJ/mol。     

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4 018.55 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CaF₂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。     

高温法处理铝电解废阴极的机理

高温法是目前国内处理铝电解废阴极的主要研究方向。系统研究了焙烧温度、焙烧时间、样品粒度等对氰化物、氟化物及其它元素脱除效率的作用规律,研究了石墨碎石墨化度、真密度、粉末电阻率与焙烧温度的关系。研究表明,在600℃焙烧时氰化物可以完全分解,在1 000℃以上可以脱除氟及其其它成分(不含碳),氟及其它成分的脱除率主要和焙烧温度有关,焙烧温度越高,氟及其它成分的脱除率越高;石墨碎的石墨化度和真密度随焙烧温度的升高而提高,焙烧温度达到2 600℃时石墨碎的石墨化度达到98.4%、真密度达到2.270 3 g/cm³;石墨碎的粉末电阻率随焙烧温度的升高而降低;焙烧所得石墨碎具有较高的应用价值。     

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2 699.95 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。     

铝电解槽废旧阴极氟化物的浸出研究

在对铝电解槽废旧阴极进行物相和成分分析的基础上,对其所含的氟化物进行了氟的溶出试验,研究液固比、粒径、温度对氟化物溶出的影响。结果表明,当采用水浸出,粒径0.075~0.096mm,液固比55∶1,浸出温度85℃,浸出时间2h时,原料中可溶F-浸出率达到97.8%。溶解后的固体中剩余可溶氟离子约为45mg/L,可作为非危险废弃物予以排放。     

电解槽中无铝液进行电解时阴极表面炭的侵蚀与脱落

研究了铝电解槽阴极碳块表面在电解过程中被电解质侵蚀而脱落的情况,探讨了其被侵蚀脱落的机理。得出电解过程中当阴极没有铝液存在时,电解槽的阴极表面被电解质严重侵蚀并脱落掉渣。电解时测定不同极距下的槽电压,研究了不同电解质高度上的电解质熔体导电性能的变化,得出:电解开始时槽内电解质熔体的导电性能是均一的;电解一段时间后电解质熔体的电阻改变很大。这是由电解过程中有金属产物从阴极表面溶解,脱落的炭渣以及阳极气体在电解质熔体中的溶解等综合因素引起的。     

我国三层液铝电解精炼技术的现状与发展

分析了目前我国工业铝电解精炼技术的发展现状,介绍了三层液电解法生产精铝方面的新技术,其中一些精炼技术已经在西方发达国家得到应用,这对改进我国精铝生产具有一定的借鉴意义。     

废旧锂离子电池正极材料中钴铝同浸过程研究

通过基础热力学数据计算以及绘制反应体系的E-pH图,对废旧锂离子电池正极材料回收中钴铝同浸过程进行研究,考察了硫酸浓度、浸出时间、浸出温度、双氧水用量及液固比对钴、铝浸出率的影响。结果表明,在273K,-0.277相似文献   

电解铝炭渣的特性及流化床回收研究

通过对电解铝炭渣进行化学分析及差热分析,结合XRD及氧化反应试验,分析了电解铝炭渣中成分及其反应规律。结果表明,在565~725℃利用流态化燃烧技术可以回收电解铝炭渣中的电解质。     

隔氧超高温热处理对废阴极炭块的脱毒机理

铝电解废阴极炭块由于含有氟化物和少量氰化物被称为危险固体废弃物,直接填埋或堆存都对环境有很大危害。提出了铝电解槽碳质固废连续隔氧超高温氟、碳高效分离回收技术。通过TGA热重试验和热力学模拟分析热处理过程中的热行为,并利用XRF、XRD和SEM-EDS等分析手段探究焙烧前后阴极炭块的赋存状态及分布规律。研究表明,经隔氧超高温热处理后,所得的石墨碎产品中氰化物充分分解、氟化物含量仅为0.074%,石墨碎中石墨含量达到98.53%。     

废旧阴极碱性浸出液制备冰晶石

以废旧阴极碱性浸出液为原料,采用二氧化碳气体碳分制备冰晶石。结果表明：在二氧化碳流量0.7 L/min、室温、反应时间2.0 h、终点pH 9～10的条件下,碳分产物中冰晶石含量可达到60%,杂质为硅酸铝、结晶水和氢氧化铝。采用氢氟酸除杂,在氢氟酸用量1.75倍理论用量、反应时间2.0 h、反应温度60℃、液固比3的条件下除杂,冰晶石品位可提升至99.50%以上,满足铝电解质量要求,实现了从废旧阴极碱性浸出液中回收利用冰晶石。     

惰性可湿润性TiB2阴极材料在铝电解槽中的应用

TiB2具有熔点高,导电性好,能被金属铝液良好润湿,且能抗拒电解质和金属铝液的腐蚀与渗透,是铝电解首选的惰性阴极材料。介绍了TiB2涂层阴极、TiB2复合阴极以及TiB2陶瓷阴极材料的研究现状和惰性阴极材料在工业铝电解槽上的应用情况。     

尖晶石基铝电解惰性阳极的研究进展

惰性阳极是铝电解行业比较关注且极富挑战性的课题。本文主要论述了惰性阳极的研究进展及国内外现状，重点阐述了氧化物阳极(SnO2基氧化物阳极及铁酸盐阳极)、金属陶瓷及氧化铈涂层等．并且只有惰性阳极 可润湿性阴极的新型电解槽同时使用才能达到人们所期望的降低能耗、消除污染、降低成本的目的。     

铝电解节能研究进展

本文对铝电解节能降耗、减少污染方面的研究进行综述,重点从惰性阳极、惰性阴极、电解槽侧壁、低温熔盐铝电解以及室温离子液体中铝电解的研究几个方面进行分析介绍,并且对未来铝电解生产节能进行了展望。