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从电解铝阴极炭块处理废水中回收冰晶石

2021-06-30郑丽英陈红辉张松柏何敏胡霞杨基峰

电镀与涂饰 2021年11期

郑丽英 ,陈红辉,张松柏 ,何敏 ,胡霞 ,杨基峰 ,

(1.湖南文理学院化学与材料工程学院,湖南 常德 415000; 2.电镀废水回用技术湖南省工程研究中心,湖南 常德 415000; 3.水处理功能材料湖南省重点实验室,湖南 常德 415000; 4.湖南中锂新材料有限公司,湖南 常德 415000)

近年来,电解铝工业得到了迅猛的发展,尤其是在2008年至2015年期间,其产量增加了一倍多,由1360万t增长至3140万t,年均增长率高达18.7%[1]。我国电解铝工业常采用熔融电解的方式生产铝,在此过程中常使用冰晶石以降低氧化铝的熔点。由于冰晶石富含氟元素,因此在电解铝过程中不仅会产生含氟废气、含氟粉尘及含氟废水,而且因阴极碳素内衬在电解过程中常被氟元素侵蚀,造成废弃阴极内衬中常含有一定冰晶石、氟化钠、氟化铝等氟化物,其含量远高于国家规定的可排放的固体废弃物含氟标准[2]。据相关报道,每生产1 t原铝将会产生30~50 kg的废旧炭,因此我国每年大约会产生72~120万t的废旧阴极内衬[3]。因此,实现固体废物的无害化处理及综合利用成为电解铝工业亟待解决的问题。

国内常采用浮选法对废旧阴极进行处理以回收碳质材料和电解质,在此过程中将会产生大量含氟浮选废水,这些废水的处理成为较为棘手的问题。常见含氟废水的处理方法主要有化学沉淀、混凝沉淀、结晶沉淀、吸附、离子交换等[4],其中部分方法存在成本高、对水质要求严、耗电量大、装备复杂、设备昂贵等缺点而难以被广泛应用。化学沉淀法因简单、成本低、效果好而被广泛应用于工业之中[5],如目前 电解铝工业常采用漂白粉对浮选废水进行后续处理,最终可溶性氟以CaF2的形式沉淀。……

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