CN111101155A - 一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法 - Google Patents

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陈本松
杨金星
江俊
李安艳
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    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
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Abstract

一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，先将铝电解高铁保温料投入HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素反应生成FeCl2和FeCl3，然后向生成的FeCl2、FeCl3中加入NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀，固液分离得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O。本发明采用简易的方法，有效除去了铝电解保温料中的Fe、Fe3O4和S元素，最终得到的Fe2O3作为炼铁炼钢的原料返回钢铁厂使用，除铁后的铝电解保温料作为电解铝生产原料返回电解厂使用，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。

Description

一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法
技术领域
本发明涉及铝工业固体废弃物资源化利用技术领域，具体涉及铝电解高铁保温料的资源回收利用方法。
背景技术
保温料是维持铝电解槽热平衡的重要因素之一，保温料主要是起减小电解槽热量散失的作用，一般设计的正常保温料厚度通常为15～18cm，可以通过增减保温料的厚度，调节电解槽的热支出，从而实现热平衡。目前电解铝行业实际生产中，保温料主要由铝电解残阳极清理过程产生的电解质、破碎料及残阳极氧化铝块等组成，由于在铝电解生产过程中，所用到的阳极钢爪表面腐蚀氧化层脱落十分严重，而这些被腐蚀氧化层含有大量的铁，因此会有大量含铁的氧化物进入保温料。且这些高铁保温料中铁元素主要以Fe和Fe3O4形式存在，同时含有少量的S元素，因此仅采用现有的磁选除铁工艺不能有效除去保温料中的铁，在回收利用保温料过程中会导致电解铝液中的铁含量高升高，导致原铝质量降低。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，以有效除去铝电解保温料中的Fe、Fe3O4和S元素，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。
本发明采取的技术方案如下：
一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，方法步骤如下：
S1：将铝电解高铁保温料投入HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素与HCl反应生成FeCl2和FeCl3，化学反应式如下：
Fe+2HCl＝H2↑+FeCl2；
FeO+2HCl＝H2O+FeCl2；
Fe2O3+6HCl＝3H2 0+2FeCl3；
Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O；
FeS+2HCl＝FeCl2+H2S↑；
S2：向生成的FeCl2、FeCl3中加入NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀；同时，将生成的H2S气体通入质量浓度15％的NaOH溶液，反应生成Na2S溶液，将该Na2S溶液蒸发结晶后得到Na2S固体，化学反应式如下：
2NaOH+2FeCl2＝NaCl+Fe(OH)2↓；
3NaOH+FeCl3＝3NaCl+Fe(OH)3↓；
H2S+2NaOH＝Na2S+2H2O；
S3：进行固液分离，得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O，化学反应式如下：
2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O(加热)；
除铁后的铝电解保温料作为电解铝生产原料返回电解厂使用。
本发明方法所用HCl质量浓度为10％-30％，NaOH溶液质量浓度为10％-15％。
本发明方法利用Fe、FeO、Fe2O3、Fe3O4等在常温常压下与HCl反应能生成FeCl2和FeCl3、NaOH溶液与FeCl2和FeCl3反应能生成Fe(OH)3沉淀、Fe(OH)3加热会分解成Fe2O3的特点，采用简易的方法，将铝电解高铁保温料进行处理，有效除去了铝电解保温料中的Fe、Fe3O4和S元素，最终得到的Fe2O3作为炼铁炼钢的原料返回钢铁厂使用，电解质及氧化铝作为电解铝生产原料返回电解厂使用，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
实施例1
一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，方法步骤如下：
S1：将铝电解高铁保温料破碎后投入质量浓度20％的HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素与HCl反应生成FeCl2和FeCl3，化学反应式如下：
Fe+2HCl＝H2↑+FeCl2；
FeO+2HCl＝H2O+FeCl2；
Fe2O3+6HCl＝3H2 0+2FeCl3；
Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O；
FeS+2HCl＝FeCl2+H2S↑；
S2：向生成的FeCl2、FeCl3中加入质量浓度15％的NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀；同时，将生成的H2S气体通入质量浓度15％的NaOH溶液，反应生成Na2S溶液，将该Na2S溶液蒸发结晶后得到Na2S固体，化学反应式如下：
2NaOH+2FeCl2＝NaCl+Fe(OH)2↓；
3NaOH+FeCl3＝3NaCl+Fe(OH)3↓；
H2S+2NaOH＝Na2S+2H2O；
S3：进行固液分离，得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质，NaCl固态物质返回合金生产使用，用于配制铝合金生产用打渣剂；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O，化学反应式如下：
2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O(加热)；
Fe2O3作为炼铁炼钢的原料返回钢铁厂使用，除铁后的保温料即电解质及氧化铝作为电解铝生产原料返回电解厂使用，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。
实施例2
一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，方法步骤如下：
S1：将铝电解高铁保温料破碎后投入质量浓度10％的HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素与HCl反应生成FeCl2和FeCl3；
S2：向生成的FeCl2、FeCl3中加入质量浓度12％的NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀；同时，将生成的H2S气体通入质量浓度12％的NaOH溶液，反应生成Na2S溶液，将该Na2S溶液蒸发结晶后得到Na2S固体；
S3：进行固液分离，得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质，NaCl固态物质返回合金生产使用，用于配制铝合金生产用打渣剂；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O，Fe2O3作为炼铁炼钢的原料返回钢铁厂使用，电解质及氧化铝作为电解铝生产原料返回电解厂使用，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。
实施例3
一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，方法步骤如下：
S1：将铝电解高铁保温料破碎后投入质量浓度30％的HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素与HCl反应生成FeCl2和FeCl3；
S2：向生成的FeCl2、FeCl3中加入质量浓度10％的NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀；同时，将生成的H2S气体通入质量浓度10％的NaOH溶液，反应生成Na2S溶液，将该Na2S溶液蒸发结晶后得到Na2S固体；
S3：进行固液分离，得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质，NaCl固态物质返回合金生产使用，用于配制铝合金生产用打渣剂；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O，Fe2O3作为炼铁炼钢的原料返回钢铁厂使用，电解质及氧化铝作为电解铝生产原料返回电解厂使用，实现铝电解保温料的高效综合回收利用。

Claims (2)

1.一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，其特征在于，方法步骤如下：
S1：将铝电解高铁保温料投入HCl中，在常温常压下，保温料中的铁元素与HCl反应生成FeCl2和FeCl3，化学反应式如下：
Fe+2HCl＝H2↑+FeCl2；
FeO+2HCl＝H2O+FeCl2；
Fe2O3+6HCl＝3H2 0+2FeCl3；
Fe3O4+8HCl＝2FeCl3+FeCl2+4H2O；
FeS+2HCl＝FeCl2+H2S↑；
S2：向生成的FeCl2、FeCl3中加入NaOH溶液，反应生成Fe(OH)3沉淀，同时，将生成的H2S气体通入质量浓度15％的NaOH溶液，反应生成Na2S溶液，将该Na2S溶液蒸发结晶后得到Na2S固体，化学反应式如下：
2NaOH+2FeCl2＝NaCl+Fe(OH)2↓；
3NaOH+FeCl3＝3NaCl+Fe(OH)3↓；
H2S+2NaOH＝Na2S+2H2O；
S3：进行固液分离，得到NaCl溶液和Fe(OH)3固态物质；将NaCl溶液经过蒸发结晶后得到NaCl固态物质；将Fe(OH)3固态物质进行加热处理，分离成Fe2O3和H2O，化学反应式如下：
2Fe(OH)3＝Fe2O3+3H2O(加热)；
除铁后的铝电解保温料作为电解铝生产原料返回电解厂使用。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解高铁保温料资源回收利用方法，其特征在于，所用HCl质量浓度为10％-30％，NaOH溶液质量浓度为10％-15％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101555551A (zh) * 2009-05-22 2009-10-14 昆明理工大学 从铜冶炼渣中综合回收Fe、Cu、Si的方法
CN108179443A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 云南云铝润鑫铝业有限公司 铝电解极上保温料多级破碎、除铁及加料方法
CN108559845A (zh) * 2017-12-28 2018-09-21 长春工程学院 一种常温湿法超声-臭氧氧化从钕铁硼油泥废料中去除铁和有机物的方法

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