铝电解槽废旧阴极材料的综合利用研究

发布时间：2024-02-02 17:37

　　随着我国电解铝产能的不断增大，铝电解槽拆解产出的废旧阴极材料量也不断增大。废旧阴极材料含有大量的可溶氟化物及少量氰化物，被列入危险固体废弃物。同时，废旧阴极材料主要由炭质材料和渗入的电解质等组成，也是一种可以开发利用的资源。所以，铝电解槽废旧阴极材料的综合利用研究是电解铝企业防止污染和资源化利用的主要方向。 本文以山西关铝集团的铝电解槽废旧阴极为试验原料，对其基本的物理化学性质进行研究，包括物相、成分组成、电阻率以及燃烧特性。根据其性质确定采用浮选法对其中的炭质材料和电解质物相进行选分，对选分产物进行了综合利用分析。 研究得到如下主要结论： (1)铝电解槽废旧阴极材料中主要成分为C、Na3AlF6、NaF、CaF2、Al2O3等，其中碳含量为30%⁶6%。铝电解槽废旧阴极材料中的炭质材料和其它成分存在着明显的界面。 (2)铝电解槽阴极材料中由于电解质的渗入，电阻率增大，从而导致电解槽阴极材料的报废。从下到上，电解质渗入量逐渐增多，电阻率逐渐增高。据检测，其电阻率由最底层的2.7×10-5³.1×10-5Ω·m增大到最顶层的3.2×10-1

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
2 文献综述
    2.1 铝冶炼技术的发展
    2.2 现代铝电解工艺
    2.3 铝电解槽阴极材料破损机理
        2.3.1 金属钠的作用
        2.3.2 炭化铝的作用
        2.3.3 电解槽底部隆起
        2.3.4 其他因素的作用
    2.4 铝电解槽阴极使用材料分析
        2.4.1 阴极材料的选择
        2.4.2 废旧阴极材料的构成
    2.5 国内外铝电解槽废旧阴极材料综合利用的主要方法
        2.5.1 分质利用处理
        2.5.2 半无害化半分质利用处理
        2.5.3 无害化处理
    2.6 本章小结
        2.6.1 国内外相关技术综合分析
        2.6.2 问题的提出
        2.6.3 研究内容
3 铝电解槽废旧阴极材料性质分析
    3.1 铝电解槽阴极材料的物相分析
    3.2 铝电解槽废旧阴极材料的成分分析
        3.2.1 X射线衍射分析
        3.2.2 铝电解槽废旧阴极材料的光谱分析
        3.2.3 铝电解槽废旧阴极材料的元素分析
    3.3 铝电解槽废旧阴极材料的电阻率
    3.4 铝电解槽废旧阴极材料燃烧特性试验
        3.4.1 试验原料准备
        3.4.2 焙烧试验
        3.4.3 差热热重分析试验
    3.5 本章小结
4 选分探索实验
    4.1 试验物料的前处理
    4.2 重选探索试验
    4.3 浮选探索试验
        4.3.1 浮选原理
        4.3.2 探索实验
    4.4 本章小结
5 浮选试验
    5.1 铝电解槽废旧阴极材料样品的采集和加工制备
    5.2 振动磨磨矿浮选试验
        5.2.1 矿浆浓度试验
        5.2.2 振动磨磨矿细度测定及试验
        5.2.3 捕收剂用量试验
        5.2.4 起泡剂用量试验
        5.2.5 调整剂用量试验
        5.2.6 开路探索试验
    5.3 球磨机磨矿浮选试验
        5.3.1 球磨机磨矿细度测定
        5.3.2 球磨机磨矿细度试验
        5.3.3 捕收剂用量试验
        5.3.4 起泡剂用量试验
        5.3.5 闭路试验
    5.4 本章小结
6 选分产物的利用
    6.1 选出物的利用
        6.1.1 浮选炭质材料的利用
        6.1.2 浮选富含电解质部分的利用
    6.2 选分过程废水的处理
    6.3 本章小结
7 结论
致谢
参考文献
在校期间研究成果



本文编号：3892901