【CN110127649A】一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日
(21)申请号 201910373382.5
(22)申请日 2019.05.06
(71)申请人 广西纳保环境科技有限公司地址 531500 广西壮族自治区百色市田东县乐德路1号
(72)发明人 周佐 罗轩 秦祖赠 谢新玲 苏通明 何珍莉 李启后
(51)Int.Cl.C01B 32/05(2017.01)C25C 3/08(2006.01)C01B 7/19(2006.01)C01F 7/02(2006.01)C01D 5/08(2006.01)
(54)发明名称一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法(57)摘要本发明公开一种铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法，该方法将铝电解槽废旧阴极炭块原料经过破碎、粉碎、球磨形成粉末后加入双氧水以除去氰化物；再加入浓硫酸反应生成氟化氢气体，通入冷凝吸收塔，用去离子水或低浓度氢氟酸溶液循环吸收后，得25％-40％的氢氟酸产品；炭粉经加NaOH中和、过滤、干燥后可作为加工新阴极的原料循环使用；最后，滤液中所含大量硫酸钠经浓缩后可得硫酸钠晶体。本发明的优点：工艺先进，优势明显，实现回收利用过程环境污染物“零”排放；经过处理后的废旧阴极炭块达到可重复利用加工新阴极炭块的目的，并将原废旧阴极炭块中的主要有害成分氟转变成高副加值氟化氢，
实现对氟的循环利用。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110127649 A2019.08.16
CN 110127649
A1.一种电解铝电解槽废旧阴极炭块的回收利用方法，其特征在于，处理过程包括以下
步骤：将电解铝电解槽废旧阴极炭块原料破碎、研磨至小于45目的炭粉；在炭粉中按重量比
1∶1加入浓度为30wt％的双氧水，在80℃、50～200rpm搅拌10～30min以分解氰化物以及过
量双氧水；将去除氰化物的物料，按原炭粉重量的5～7倍量加入95～98wt％的浓硫酸，在
120℃和100～200rpm的搅拌速度下，生成HF气体；将HF气体通入氟化氢冷凝吸收塔，用去离
子水或低浓度氢氟酸循环吸收，获得浓度为25～40wt％的高浓度氢氟酸；去除氟后的炭粉
降温至室温，加入浓度为40wt％NaOH水溶液至pH值为5，获得沉淀，沉淀经过滤、洗涤、在60
℃烘干后得可供加工新阴极炭块的炭粉；滤液继续加浓度为40wt％NaOH溶液至pH值达7左
右，经过滤、洗涤、80℃烘干后得氢氧化铝沉淀，可经1000℃煅烧后得氧化铝；上一步滤液经
蒸发浓缩后，得Na2SO4·10H2
O(芒硝)。权 利 要 求 书1/1页
2CN 110127649 A
【CN109913911A】一种铝电解槽废旧内衬中铝硅质固废的处理方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910290497.8(22)申请日 2019.04.11(71)申请人 中南大学地址 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人 李贺松 侯文渊 徐倜波 李茂 程本军 朱晓伟 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人 张雪娇 赵青朵(51)Int.Cl.C25C 3/36(2006.01)
(54)发明名称一种铝电解槽废旧内衬中铝硅质固废的处理方法(57)摘要本发明提供了一种铝电解槽废旧内衬中铝硅质固废的处理方法，S1)将铝电解槽废旧内衬中的铝硅质固废粉碎，得到粉碎后的铝硅质固废；S2)将所述粉碎后的铝硅质固废与氧化铝混合，得到混合料；所述粉碎后的铝硅质固废的质量占混合料质量的0.5％～100％；S3)将所述混合料加入铝电解槽中进行电解，得到铝硅合金。与现有技术相比，本发明直接将铝电解槽废旧内衬中的铝硅质固废作为原料添加到铝电解槽中电解生产硅铝合金，不仅解决了氟化物和氰化物的污染问题，实现铝电解槽废旧内衬的无害化处理、减量化处理以及资源化处理，而且得到的铝硅合金为高价值产品；再者本发明提供的处理方法采用现有的铝电解槽即可，
处理方法简便。
权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 109913911 A2019.06.21
CN 109913911
A1.一种铝电解槽废旧内衬中铝硅质固废的处理方法，其特征在于，包括：S1)将铝电解槽废旧内衬中的铝硅质固废粉碎，得到粉碎后的铝硅质固废；S2)将所述粉碎后的铝硅质固废与氧化铝混合，得到混合料；所述粉碎后的铝硅质固废的质量占混合料质量的0.5％～100wt％；S3)将所述混合料加入铝电解槽中进行电解，电解后得到铝硅合金。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述粉碎后的铝硅质固废的粒径为20μm～2mm。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述粉碎的废旧内衬的质量为混合料质量的5％～50wt％。4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电解时的电压为3.8～4.6V；所述电解时电解质过热度为8℃～15℃。5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述电解时采用的电解质为冰晶石基熔融盐；所述冰晶石基熔融盐中氟化钠与氟化铝的分子比为(2.2～2.8)：1。6.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述冰晶石基熔融盐中氟化钠与氟化铝的分子比为(2.3～2.5)：1。7.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述冰晶石基熔融盐包括：氟化铝2～9wt％、氟化镁1～4wt％、氟化锂2～4wt％、氟化钾2～3wt％、氧化铝1.5～5wt％、二氧化硅0～1wt％与余量的冰晶石。8.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述冰晶石基熔融盐包括：氟化铝5～9wt％、氟化镁1～2wt％、氟化锂2～4wt％、氟化钾2～2.5wt％、氧化铝2～3wt％、二氧化硅0～0.1wt％与余量的冰晶石。9.根据权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3)中电解的阳极效应系数为0.03～0.05。10.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述步骤S3)中电解时控制电解质中二氧化硅的含量为0.1～3.
铝电解过程危险废物的资源化利用技术研究
铝电解过程危险废物的资源化利用技术研究
摘要：长期以来，电解铝行业的高能耗、高污染状况没有根本改变，环境污染问题越来越突出，特别是危险废物的处理开始严重制约电解铝行业的绿色健康发展。近年来，国内外不断探索、实践、开发多种无害化、资源化利用技术，阐述了铝电解过程中产生的危险废物的性质和主要处理技术。
关键词：铝电解；危险废物；资源化利用
引言
随着我国冶金工业的发展，氧化铝、电解铝的生产能力迅速释放，高品位的铝土矿资源不能完全满足生产需求，越来越多的低品位铝土矿被开采利用。低品位铝土矿在满足生产能力的同时，其产品氧化铝杂质含量高影响铝电解生产的弊端也越来越明显。部分地区铝土矿生产的氧化铝中含有较高的氧化锂成分，过量使用会在铝电解体系中富集锂盐，严重影响铝电解的正常平稳运行，不利于铝电解工艺的操作和经济指标的维持提高。如何改善铝电解高锂电解质体系，降低对高锂电解质生产的影响已成为铝电解行业共同面临的难题，各企业也为此做了大量的努力和工作。
1铝电解过程主要危险废物分类及特性
电解铝生产过程产生的危险废弃物主要包括炭渣、铝灰、大修渣，大修渣分为废阴极和废水槽衬。根据《国家危险废物目录》，电解铝过程中电解槽修理及报废产生的废渣和电解铝过程产生的盐渣、浮渣被列为危险废物。铝电解中，阳极炭块主要反应生成二氧化碳、一氧化碳，未参与电化学反应的部分直接从阳极脱落，形成炭渣。其主要成分为c、α-Al2O3、氟铝镁钠石和锥冰晶石，氟含量可达32%。铝电解铸造、铝合金制造过程中产生许多副产品，它是铝金属和其他成分铝氧化物的混合物，称为铝渣，也称为铝灰。主要成分是氧化铝、铝、硅、铁、镁的氧化物和钾、钠、钙、镁等金属氯化物。其中含有15%~25%的铝、50%~80%的氧化铝。电解铝用阴极的主要成分为碳，长期浸渍在电解铝液中，受到氟化盐、铝液和各种应力的作用而发生变形和破裂，其裂纹中残留较多的氟化物，其中c含量约为50%~70%，含氟量约为50%~70%几年后的电解槽大修时，由于大量的废槽衬里(SiN-SiC)被清洁，长期受到电解质的侵害，含有少量的氟化物和氰化物，是危险废弃物。
炭渣和废阴极炭块回收
铝工业是国民经济的基础工业，也是高能耗、高污染行业，其健康协调可持续发展越来越受到更多人的支持和关注。目前影响铝工业可持续发展的瓶颈问题主要是外排的固体废物，其中包括铝电解炭渣和废阴极炭块。
目前，世界电解铝工业均采用埃尔-霍鲁法生产工艺，即在冰晶石-氧化铝的熔盐体系中电解还原制取金属铝。据工业铝电解槽的氟平衡调查统计结果，每生产一吨铝平均消耗30kg氟（从冰晶石、氟化铝和其它氟盐换算得出），其中30～40%渗透入碳阴极中。按每吨铝计算，大约有10kg氟被电解槽的碳阴极吸收。
我国的电解槽一般在3～6年之后就要进行大修，大修时从电解槽刨出大量含有氟盐电解质的阴极炭块。随槽龄不同，废旧阴极炭块中的电解质含量有所不同，一般槽龄越长电解质含量越高。以4年槽龄的废旧阴极炭块来看，电解质含量约30～40%，大体上主要是氟化钠和冰晶石，其余为少量的氧化铝、氟化钙、碳化铝和氰化物等。
炭渣和废阴极炭块是铝电解工业中不可避免排放的废渣。到目前为止，炭渣和废旧阴极炭块仍露天堆放，可溶性的氰化物和氟化物侵占土地、污染大气和水体，已经引起人们的高度重视。国内外的铝电解企业和相关研究人员已进行了大量的研究工作和工业试验。但是由于处理成本过高和易于引起二次污染，尚未开发出一种足够经济环保从而被铝电解企业所广泛接受和推广的处理工艺，以彻底解决炭渣和废旧阴极炭块的污染和资源浪费问题。
炭渣和废阴极炭块的主要组成是炭和电解质，都是铝电解工业所用的宝贵原料。为了避免环境污染和提高经济效益，需要采用合理技术实现炭和电解质的分离回收。浮选法是一种低能耗、易操作的环保分离处理技术。东北大学对炭渣和废阴极炭块无害化和资源化进行了研究，采用浮选法对炭渣和废阴极炭块进行无害化处理，分别回收炭和电解质，实现了固体废物的资源化回收利用。
高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块
高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块
摘要：铝电解槽大修会不可避免地产生大量蕴含优质石墨炭资源的废旧阴极炭块,同时含有20%~30%的氟化物(Na3AlF6、CaF2、NaF)和0.2%~1%的氰化物(NaCN、Na3Fe(CN)6、Na4Fe(CN)6)。铝电解废旧阴极炭块中可溶氟∕氰化物的浸出浓度远超国家标准(GB5085.3—2007)的排放限值,已在2021年被列入国家危险废物名录。相关研究表明,露天堆放的废旧阴极炭块会污染土壤和水体,导致严重的氟∕氰污染,还会造成植物大量死亡和变异,与水反应还会产生大量有害气体,对于生态环境和人类健康具有严重威胁。因此,废旧阴极炭块已成为铝电解工业绿色发展的限制性难题,必须在最大限度减少其环境污染的同时回收优质石墨炭和高值氟化盐等有价资源。
关键词：铝电解;废旧阴极炭块;高温焙烧;回收炭材料;浸出毒性
引言
利用浮选法回收废旧阴极炭块中的电解质和碳,在最佳浮选条件下,精矿碳品位为82.3%,碳回收率为88.5%,尾矿碳含量为6.8%,电解质回收率为89.3%。通过碱酸两步联合浸出法处理废旧阴极炭块,同时将浸出液中所含有价电解质组分进行回收利用,回收炭纯度达96.4%,经沉降回收得到纯度为95%的冰晶石和氟化钙产品。上述湿法处理手段充分利用了废旧阴极炭块所含组分的润湿性与溶解性差异进行无害化与资源化处理,但存在处理成本高、耗时长,且会产生HCN、HF等毒性气体,存在二次污染风险,同时会对设备造成严重腐蚀。相较而言,火法处理具有工艺流程简单、单位时间处理量大、毒性物质有效消除等技术优势。
1试验
1.1试验流程
试验流程主要分为原料制备、高温焙烧及气态冷凝产物处理三个环节。原料制备:对废旧阴极炭块进行粗碎处理,称取一定质量粗碎后的废旧阴极炭块置于制样粉碎机(FM-1)中进行细碎,随后通过振动筛分机(ZBSX92A)筛取-5+3、-3+1、-1+0.15、-0.15mm四种粒度区间的样品,并放入电热鼓风干燥箱在(110±10)℃干燥24h备用。高温焙烧:称取8g废旧阴极炭块放入带盖石墨坩埚,随后将石墨坩埚置于高温管式炉(GSL1750X-KS),设置相应的焙烧温度(1200、1300、1400、1500、1600℃)和保温时间(3h)进行高温焙烧,并用锥形瓶在高温管式炉出气端收集尾气;待高温焙烧结束后,取出焙烧试样进行干燥,用于碳含量和浸出毒性测定。气态冷凝产物处理:取出少量气态冷凝产物溶于水溶液进行氟离子浓度检测,并将50mL滤液加入100mL烧杯,在pH=10、Ca2+∕F-=8(质量比)、搅拌时间30min、搅拌速率300r∕min、静置时间24h的条件下对气态冷凝产物进行固化处理,随后用砂芯过滤装置进行固液分离,滤渣干燥后用于XRD检测,滤液进行氟离子浓度检测。
高温真空焙烧法去除铝电解废旧阴极中的浸出毒物
矿 冶
MINING AND METALLURGY第31卷第1期
2022 年2 月Vol31 ， No1
February 2022
doi：
10. 3969/j.
issii. 1005-7854. 2022. 01. 015
高温真空焙烧法去除铝电解废旧阴极中的浸出毒物
辛鑫赵俊学王泽谭泽馨胡爱琳唐雯聃王贺张桢凯
（西安建筑科技大学冶金工程学院,西安
710055
）
摘
要
：铝电解生产过程中产生的废旧阴极（SPL）含有浸出毒物氟化物（以F
-计）和氰化物（以CN
-计）,对环境造成巨大威
胁。采用高温真空焙烧法去除废旧阴极中的氟化物和氰化物。在FactSage热力学计算的基础上,研究了温度、真空度和坩埚材
质对浸出毒物去除效果的影响。结果表明，在真空度10 Pa.温度1100 C下,使用石墨坩埚焙烧废旧阴极，浸出毒物的去除效
果最佳。结合TG-DSC分析,发现高温真空环境中,氟化物发生分解并挥发,氰化物也能分解成无毒物质,处理后的废旧阴极
可由危废转变为一般固废，实现电解质和碳质材料的有效分离,便于综合利用。
关键词
：铝电解；废旧阴极；高温真空处理；无害化
中图分类号
： TF821 文献标志码
： A 文章编号
： 1005-7854（2022）01-0091-07
High-temperature vacuum treatment of toxic substances leached from
spent pot lining of aluminum electrolysis
XIN Xin ZHAO Jun-xue WANG Ze TAN Ze-xin HU Ai-iin TANG Wen-dan
WANG He ZHANG Zhen-kai
(School of Metallurgical Engineering, Xi'an University of Architecture and Technology, Xi'an 710055 , China)
铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用
铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用
铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用
近年来，随着工业化的快速发展，铝产量急剧增长，导致铝电解废旧阴极的数量不断增加。废旧阴极中含有大量的碳和电解质，若能有效地分离和回收利用，不仅可以减少资源的浪费，还能对环境产生正面的影响。
首先，我们需要了解铝电解废旧阴极的特点。废旧阴极通常由碳块和铝金属组成，以及一定量的电解质。碳块作为阴极主体材料，不仅含有大量的有机碳，还含有一定量的铝金属。电解质则主要由氟化铝和铝酸盐组成，其功能是提供离子导电和维持电解质中铝含量的稳定。
针对废旧阴极中碳和电解质的分离，目前主要采用的方法是热处理。热处理可以通过提高温度将碳和电解质分离，但这种方法存在能源消耗大、产生有害气体以及对环境造成污染等问题。
基于上述问题，我们提出了一种新的分离和回收利用方法——机械化学分离法。该方法首先采用机械方法将废旧阴极块破碎成小颗粒，然后在化学溶液中进行浸泡。在溶液中，碳块中的有机碳和铝金属会与溶液中的特定化学物质发生反应，使碳块中的有机碳得以溶解。而电解质则会沉淀于溶液中，经过沉淀和过滤等步骤，可以将电解质从溶液中分离出来。
但是，机械化学分离法也存在一定的缺陷。首先，机械化学分离法无法完全除去碳块中的有机碳，因为有机碳在机械处理和化学反应过程中可能无法充分溶解。其次，电解质的回收仍需进一步优化，以提高回收效率。
针对以上问题，我们提出了进一步的改进方案。对于碳块中的有机碳，可以引入高温氧化和煅烧等处理方法，将有机碳转化为二氧化碳和水蒸气，从而实现有机碳的完全分解和回收。对于电解质的回收，可以考虑利用膜分离技术或离子交换技术，通过膜的选择性渗透性或离子交换树脂的吸附选择性，将电解质与其他杂质分离。
同时，我们还应关注废旧阴极的综合利用方面。除了碳和电解质的分离和回收，废旧阴极中的铝金属也具有很高的价值。可以利用电解法将废旧阴极中的铝金属再次提纯，以实现铝金属的循环利用。
铝电解废旧阴极炭综合利用进展
铝电解废旧阴极炭综合利用进展
摘要：废旧阴极含有对环境危害的氰化物和氟化物，不经处理直接堆放废旧阴极炭块会对环境造成极大的影响，甚至威胁到动植物的生命安全，且废旧阴极中碳、氟含量高，具有高的回收利用价值，无害化处理废旧阴极炭块是研究的重点。目前很多专家学者已经做出了大量的研究工作，并且成功回收利用了其中的炭、氟和一些电解质材料，取得了一定进展，但尚无值得推广的高效资源化的工业化处理方法，如何高效资源化且无害化处理废旧阴极炭块仍然是各国学者研究的重点和难点。国内外采用的浮选法、高温燃烧法和化学浸出法处理三种方法相比，浮选法虽然成本相对不高，但回收效率不高仍是工业生产面临的问题，高温燃烧法可以回收氟，但是炭被燃烧，造成了资源浪费，化学浸出法可以提取高品质产物，但是工艺流程复杂、成本高，仍需进一步优化。在回收过程中实现阴极炭块中的碳氟分离，简化生产工艺、降低生产成本、实现低成本回收与无害化排放仍是未来的研究方向。本文主要分析铝电解废旧阴极炭综合利用进展。
关键词：电解铝；废旧阴极炭块；碳氟分离；回收利用
引言
金属铝在各工业领域都有着非常广泛的应用，平均每生产1ｔ铝就有30～50kg废旧阴极产生，其中废旧阴极含有的可溶氟和氰化物都是有毒物质，被定性为危险废物，对环境存在潜在污染风险，随着全球环保意识的提高和我国可持续发展战略政策的出台，对铝电解废旧阴极进行综合利用既有利于缓解环境压力，又能够变废为宝，产生经济效益，具有重要的研究意义。现有处理废旧阴极的方法主要有高温焙烧法、化学浸出法、物理分离法等，这些方法可实现碳、氟分离，回收电解质中的有价元素。
1、铝电解废旧阴极来源和主要成分 在电解铝的工业生产过程中，电解槽经高温、化学、机械冲蚀、电解质渗透等作用，槽中的炭质阴阳极在使用一段时间后会出现破损，通常电解槽使用５～８年就需要大修一次，而废阴极炭块主要来自于电解槽大修时阴极的更换。
2、铝电解废旧阴极炭块回收利用现状
铝电解工业危险废物资源化处理工艺
铝电解工业危险废物资源化处理工艺
摘要：近十几年来，我国的电解铝产能显著升高，但是电解铝行业发展中始终具有高污染和高耗能特征，并由此引发了严重的环境污染。危险废物处理对电解铝行业的发展造成了阻碍，所以我国也研发了多种不同形式的无害化及资源化处理技术，希望改变电解铝工业发展现状。
关键词：铝电解工业；危险废物；资源化处理
引言
废阴极炭块含有大量的炭和氟化物,具有潜在的利用价值。近几十年来,国内外学者对废槽衬或废阴极炭块的资源化利用进行了深入研究,提出了多种资源化利用方法,其核心就是实现炭和氟的高效分离,以及氰化物的无害分解,即将危险废物转化为一般工业固体废物,基本实现废阴极炭块的资源化利用或无害化处置。废槽衬所含的耐火砖、防渗料等中的碳和电解质含量低,处理难度大,回收利用价值低,经济性差,因而很难资源化利用。本文对电解铝工艺产生的废阴极炭块的资源化利用研究现状进行了综述,并对其未来发展方向进行了展望。
1工业废物的概念
工业废物也就是工业固体废弃物，是工业企业在生产过程中产生的固体废物，依据废物特性，可分为一般工业废物和危险废物。导致工业废物出现的原因多种多样，受到处置方式、操作方式和技术设备等方面的影响，工业废物具备不同特性。首先，工业废物造成的污染通常不具备流动性及扩散性。其次，因为工业固废对环境造成的污染具有一定的间接性，不会通过流动、扩散等对周边环境造成直接影响。工业废物对自然环境造成的污染主要是由生物、物理方面的原因间接导致的。最后，由于其所具有的间接性，使工业废物所带来的污染同时也具有隐蔽性。一般来说，工业废物造成的污染往往会通过其他的污染形式表现出来，且很难找到最初的污染条件，因此，往往难以发现，导致对工业废物污染缺乏必要的重视。 2铝电解过程主要危险废物分类及特征
在电解铝生产过程中，经常出现的危险废物种类有：炭渣、铝灰、大修渣，其中大修渣又可划分为废阴极和废槽衬这两种。电解铝生产中出现的盐渣和浮渣均为常见的危险废物。电解铝时，部分能够反应的阳极炭块发生反应后会形成二氧化碳、一氧化碳等物质，不能反应的部分则会自动脱落，形成炭渣。主要成分为碳、α－Ａｌ２Ｏ３、氟铝镁钠石和锥冰晶石，其中氟含量超过３０％。铝电解铸造和生产环节，副产品的种类较多，主要有铝金属及其他成分的铝氧化物，人们也将其称为铝渣和铝灰。其由Ａｌ２Ｏ３、Ａｌ、Ｆｅ、Ｍｇ的氧化物及Ｋ、Ｎａ、Ｃａ和Ｍｇ等金属元素的氯化物，其中铝含量（质量分数）在１５％～２５％，氧化铝（质量分数）在５０％～８０％。碳素在电解铝阴极之中发挥着重要作用。受长期浸泡于电解铝溶液的影响和氟化盐铝液、多种应力的作用，容易产生变形和破裂等问题，裂缝中也出现了多种氟化物，碳含量也占总量的５成～７成，氟的含量约为１成。
【CN109865736A】一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910220901.4(22)申请日 2019.03.22(71)申请人 中南大学地址 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人 郭朝晖 聂云飞 彭驰 郭鑫瑶 曾凌霄 (74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114代理人 袁靖(51)Int.Cl.B09B 3/00(2006.01)C25C 3/08(2006.01)
(54)发明名称一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法(57)摘要本发明涉及一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，属于铝电解固废资源回收领域。本发明将铝电解槽废旧阴极水浸出渣与钙盐均匀混合，在惰性气氛下高温烧制，固氟开孔，冷却后用稀酸反复冲洗，实现无害化的同时制得高效吸附材料。另外，在浸出液中添加钙盐，回收浸出液中氟后尾液进行循环使用。本发明制得的吸附材料比表面积高达40m2/g，对水溶液中的Cd(Ⅱ)的吸附容量达到370mg/g，Pb(Ⅱ)的吸附容量达到270mg/g。本方法工艺流程短，以废治废，实现了铝电解槽废旧阴极浸出渣的资源化利用，易规模化生产，具有较好的工业应用前
景。
权利要求书1页 说明书6页 附图4页CN 109865736 A2019.06.11
CN 109865736
A1.一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将经过浸出除氟后的铝电解槽废旧阴极炭块浸出渣与钙盐混合均匀，在惰性气氛下高温烧制；(2)冲洗烧制材料，烘干后制得吸附材料。2.根据权利要求1所述的一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中所述钙盐包括氧化钙，氢氧化钙，碳酸钙，碳酸氢钙，氯化钙，硫酸钙，硝酸钙，石灰石，方解石中的一种或多种，优选氢氧化钙、碳酸钙和碳酸氢钙中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中浸出渣与钙盐混合，质量比为m(浸出渣)/m(Ca2+)＝0.5:1-5:1，优选质量比为1:1-2:1。4.根据权利要求1或2或3所述的一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中浸出渣与钙盐混合均匀后，烧制温度为300-1000℃，优选烧制温度为700-950℃，烧制时间为30-180min，优选烧制时间为60-90min。5.根据权利要求1所述的一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中烧制升温速率为5-10℃/min，焙烧过程中持续通入氮气或氩气气氛，优选气体流量为300-500mL/min。6.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于，步骤(1)中的铝电解槽废旧阴极炭块在浸出前进行破碎，其粒径小于100目的颗粒占所有颗粒总质量的50-100％。7.根据权利要求6所述的一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于，将破碎的铝电解槽废旧阴极炭块颗粒加入到水溶液或者稀酸或稀碱溶液中浸出，浸出后过滤；优选所述水溶液包括去离子水，优选稀酸溶液包括HCl、HNO3或H2SO4，浓度不超过0.1mol/L，优选稀碱溶液包括NaOH或KOH，浓度不超过0.1mol/L，氟浸出率达到50％以上。8.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于，步骤(2)中冲洗采用：H2SO4、HCl、HNO3、HClO4中的一种或多种，溶液中的H+浓度不超过0.5mol/L，优选0.2-0.3mol/L的HCl或HNO3。9.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于，步骤(2)制得的吸附材料用于吸附包括：镉、铅、铜、锌、砷在内的金属离子。10.根据权利要求1所述的一种利用铝电解槽废旧阴极浸出渣制备吸附材料的方法，其特征在于：步骤(1)中浸出之后过滤的浸出液中添加钙盐回收氟后返回浸出过程，实现循环
【CN110112003A】一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910260141.X(22)申请日 2019.04.01(71)申请人 中国矿业大学地址 221116 江苏省徐州市铜山区大学路1号(72)发明人 任耀剑 张桓瑜 孙智 戚继球 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人 周敏(51)Int.Cl.H01G 11/24(2013.01)H01G 11/32(2013.01)H01G 11/86(2013.01)
(54)发明名称一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法(57)摘要本发明提供了一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，属于电极材料制备技术领域。本发明的方法是首先将油漆渣粉碎、乙醇洗涤并干燥，接着在惰性气体保护下高温炭化后研磨成粉末。然后将炭化产物在硝酸溶液中进行活化处理，最后将获得产物用HF润洗，即可得到适用于超级电容器的多孔活性炭电极材料。所得的电极材料具有优异的电化学性能，在电流密度为1.0A g-1时的比电容可达到236.5F g-1，即使在电流密度达到20A g-1时，其比电容仍可达到179.1F g-1。有效实现了工业废料的资源循环利用，不仅减少了能源消耗，也有
效地减少了对环境的污染。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 110112003 A2019.08.09
CN 110112003
A1.一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于，油漆渣粉碎后的清洗、碳化、活化以及润洗，包括以下步骤：(1)油漆渣的清洗：将油漆渣粉碎成较小颗粒，加入无水乙醇搅拌数次后干燥；(2)油漆渣的炭化：将步骤(1)干燥后的材料于高温管式炉流动Ar气氛中，先升温至200℃保温后再升至800℃炭化，产物用去离子水洗涤至中性，真空干燥得到炭材料；(3)炭材料的活化：将步骤(2)得到的炭材料混合于活化剂中，搅拌至充分反应后，洗涤至中性，干燥后获得活性炭；(4)活性炭的润洗：将获得的活性炭在HF溶液中搅拌；经洗涤、干燥后得到多孔活性炭材料；所述活化剂为HNO3。2.如权利要求1所述一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于所述步骤1的油漆渣清洗，先去除其他难溶性杂质，在破碎机中破碎10-15min。3.如权利要求1所述一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于所述步骤1的油漆渣清洗，用去离子水和无水乙醇分别洗涤2-3次，洗涤过程在磁力搅拌器上搅拌5min，倒去上层液体后重复操作。4.如权利要求1所述一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于所述步骤1的油漆渣的炭化，升温速率为5℃/min，在200℃保温2h，在800℃保温3h后进行退火处理。5.如权利要求1所述一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于所述步骤1的活性炭的活化，混合后在60℃温度下搅拌24h。6.如权利要求1所述一种回收工业废弃油漆渣制备超级电容器电极材料的方法，其特征在于所述步骤1的活性炭的润洗，