铝电解槽废旧阴极处置过程中F - 的迁移规律
发布时间：2021-06-21 22:30
随着我国电解铝产量的大幅度提高,铝电解槽每年排放的废旧阴极材料也随之逐年增长。废旧阴极中含有大量的可溶氟化物,属于危险固体废弃物。露天堆放或直接填埋时,会对周围生态环境造成严重污染。同时,其中含有的氟化物会对浮选工艺产生严重的影响。因而提出先浸出,后浮选的工艺,去除其中可溶氟化物,使其由危险固废转化为一般固废,以优化浮选工艺。所以,研究废旧阴极处置过程中F-的迁移规律,具有重要的理论和应用价值。本文所用原料取自山西运城某铝电解生产企业大修期间新拆卸的铝电解槽废旧阴极材料,通过矿相分析、XRD检测以及元素分析等多种手段,充分了解其主要组成部分,分析其中氟化物的存在形式。通过对其进行粗碎、细碎、浸出后,得到较优的浸出实验条件,同时对其浸出含氟废水进行无害化处理。浸出之后,对于浸出渣,可作为非危险固体废弃物直接排放,也可通过浮选工艺进行分选,最终对浮选精矿进行回收利用。通过实验研究,主要得出以下结论:（1）铝电解槽废旧阴极材料主要以C、Na3AlF6、NaF、CaF2等形式存在,其中碳含量高达68.58%,其余为电解质,且氟化物主要以Na3AlF6、CaF2、NaF三种形式存在,其中常温下N...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝电解槽废内衬材料的基本组成
入大气[36, 37]，造成污染的进一步扩散。同时，也严重危及到了人类的健康。图1.3为铝电解槽废旧阴极经过雨水淋溶后的危害示意图[29]。图 1.3 铝电解槽废旧阴极的危害示意图（1）氟化物对土壤的危害废旧阴极中含有的大量氟化物会以氟离子的形式，慢慢扩散、渗入土壤，起初，表层土壤会受到一定程度的氟化物污染，随着时间累积，加之风吹雨淋，表层土壤中的可溶性氟化物会通过降水和灌溉逐渐渗入土壤深层，造成深层土壤严重污染[38, 39]。同时，氟化物对土壤的污染也会对土壤中的原生动物群落造成严重的影响[40]，从而间接的破坏了土壤中的生态系统。（2）氟化物对大气的危害氟化物污染是大气中重要的污染之一[41]。尤其是在潮湿的条件下或下雨、下雪天气，大量堆放的废旧阴极中，所含的氟化物会以 HF 气体的形式挥发出来，逐渐扩散到空气中
西安建筑科技大学硕士学位论文22图 3.1 铝电解槽废旧阴极材料形貌及放大断面图3.1.2 原料制备将铝电解槽废旧阴极材料破碎之后，经过粗碎、中碎、细碎，然后根据不同的需要，采用球磨机进行磨粉[75]，之后分别通过 16 目、60 目、120 目、160 目、200 目的筛子，并且要求所选的样品必须全部通过筛子，即得到粒径为0.250~1.000mm、0.120~0.250mm、0.096~0.120mm、0.075~0.096mm、0.061~0.075mm的试样，分别装在试样袋进行密封保存，并贴上标签。3.2 铝电解槽阴极材料的矿相分析将破碎后的铝电解槽废旧阴极材料取一块状试样，制备成直径约为 2cm 的圆柱状，进行磨制抛光，采用 PM6000 偏光显微镜及 CCD 成像系统进行观察，并拍下其物相显微结构，其物相照片见下图 3.2。可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝电解废旧阴极盐酸浸出动力学分析[J]. 王维,贾元帅,王可桢,王磊. 环境工程学报. 2014(11)
[2]铝电解槽废旧阴极的分选与回收利用[J]. 鲍龙飞,赵俊学,唐雯聃,施瑞盟,贾柏林,张博. 中国有色冶金. 2014(03)
[3]电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响[J]. 朱骏,薛济来,李想,王维,陈通. 有色金属(冶炼部分). 2014(04)
[4]300kA新式异型阴极双钢棒铝电解槽生产实践[J]. 赵应彬,王平,陈谦. 有色金属(冶炼部分). 2014(02)
[5]无害化处理铝电解废阴极炭块技术分析及应用现状[J]. 杨俊杰. 轻金属. 2014(01)
[6]废旧高温合金中硫酸浸出镍钴的动力学研究[J]. 行卫东,范兴祥,董海刚,吴跃东,付光强,刘杨. 稀有金属. 2014(04)
[7]铝电解废阴极炭块无害化综合利用工业实践[J]. 詹磊,牛庆仁,贺华,侯新,郝少文,潘志远. 轻金属. 2013(10)
[8]国内铝电解废旧阴极回收利用研究及工业化现状[J]. 李楠,谢刚,姚云,侯彦青,李荣兴,俞小花,王祖旭. 炭素技术. 2013(03)
[9]浮选法分离铝电解废旧阴极中的碳和电解质[J]. 李楠,李荣兴,谢刚,侯彦青,俞小花,陈林,王祖旭. 轻金属. 2013(05)
[10]电解铝渣场含氟废水处理实践[J]. 漆杰,佘文华,李勇,冯晓军,宋智义,陈泽华. 中国有色冶金. 2013(02)
硕士论文
[1]高含氟工业废水中COD降解及除氟方法的研究[D]. 闫晓艺.西北农林科技大学 2013
[2]浮选法分离铝电解废旧阴极中的碳和电解质的工艺研究[D]. 李楠.昆明理工大学 2013
[3]反渗透除氟预处理技术的实验研究[D]. 宿立明.山东农业大学 2012
[4]从高浓度含氟废水中回收砂状冰晶石的研究[D]. 杨有才.中南大学 2012
[5]铝电解槽废旧阴极综合利用研究[D]. 刘志东.昆明理工大学 2012
[6]电解铝厂周边氟化物污染特征研究[D]. 郑瑜.内蒙古大学 2010
[7]碱酸法处理铝电解废旧阴极的研究[D]. 李伟.东北大学 2009
[8]超滤膜去除原水中氟的研究[D]. 龙滔.昆明理工大学 2009
[9]饮用水吸附—超滤法除氟机理及工艺研究[D]. 王莉莉.清华大学 2008
[10]铝电解废阴极浸提及燃烧特性的实验研究[D]. 逯军正.山东理工大学 2008
本文编号：3241540
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝电解槽废内衬材料的基本组成
入大气[36, 37]，造成污染的进一步扩散。同时，也严重危及到了人类的健康。图1.3为铝电解槽废旧阴极经过雨水淋溶后的危害示意图[29]。图 1.3 铝电解槽废旧阴极的危害示意图（1）氟化物对土壤的危害废旧阴极中含有的大量氟化物会以氟离子的形式，慢慢扩散、渗入土壤，起初，表层土壤会受到一定程度的氟化物污染，随着时间累积，加之风吹雨淋，表层土壤中的可溶性氟化物会通过降水和灌溉逐渐渗入土壤深层，造成深层土壤严重污染[38, 39]。同时，氟化物对土壤的污染也会对土壤中的原生动物群落造成严重的影响[40]，从而间接的破坏了土壤中的生态系统。（2）氟化物对大气的危害氟化物污染是大气中重要的污染之一[41]。尤其是在潮湿的条件下或下雨、下雪天气，大量堆放的废旧阴极中，所含的氟化物会以 HF 气体的形式挥发出来，逐渐扩散到空气中
西安建筑科技大学硕士学位论文22图 3.1 铝电解槽废旧阴极材料形貌及放大断面图3.1.2 原料制备将铝电解槽废旧阴极材料破碎之后，经过粗碎、中碎、细碎，然后根据不同的需要，采用球磨机进行磨粉[75]，之后分别通过 16 目、60 目、120 目、160 目、200 目的筛子，并且要求所选的样品必须全部通过筛子，即得到粒径为0.250~1.000mm、0.120~0.250mm、0.096~0.120mm、0.075~0.096mm、0.061~0.075mm的试样，分别装在试样袋进行密封保存，并贴上标签。3.2 铝电解槽阴极材料的矿相分析将破碎后的铝电解槽废旧阴极材料取一块状试样，制备成直径约为 2cm 的圆柱状，进行磨制抛光，采用 PM6000 偏光显微镜及 CCD 成像系统进行观察，并拍下其物相显微结构，其物相照片见下图 3.2。可以看出
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝电解废旧阴极盐酸浸出动力学分析[J]. 王维,贾元帅,王可桢,王磊. 环境工程学报. 2014(11)
[2]铝电解槽废旧阴极的分选与回收利用[J]. 鲍龙飞,赵俊学,唐雯聃,施瑞盟,贾柏林,张博. 中国有色冶金. 2014(03)
[3]电解质渗透对铝电解石墨质阴极材料高温导电性的影响[J]. 朱骏,薛济来,李想,王维,陈通. 有色金属(冶炼部分). 2014(04)
[4]300kA新式异型阴极双钢棒铝电解槽生产实践[J]. 赵应彬,王平,陈谦. 有色金属(冶炼部分). 2014(02)
[5]无害化处理铝电解废阴极炭块技术分析及应用现状[J]. 杨俊杰. 轻金属. 2014(01)
[6]废旧高温合金中硫酸浸出镍钴的动力学研究[J]. 行卫东,范兴祥,董海刚,吴跃东,付光强,刘杨. 稀有金属. 2014(04)
[7]铝电解废阴极炭块无害化综合利用工业实践[J]. 詹磊,牛庆仁,贺华,侯新,郝少文,潘志远. 轻金属. 2013(10)
[8]国内铝电解废旧阴极回收利用研究及工业化现状[J]. 李楠,谢刚,姚云,侯彦青,李荣兴,俞小花,王祖旭. 炭素技术. 2013(03)
[9]浮选法分离铝电解废旧阴极中的碳和电解质[J]. 李楠,李荣兴,谢刚,侯彦青,俞小花,陈林,王祖旭. 轻金属. 2013(05)
[10]电解铝渣场含氟废水处理实践[J]. 漆杰,佘文华,李勇,冯晓军,宋智义,陈泽华. 中国有色冶金. 2013(02)
硕士论文
[1]高含氟工业废水中COD降解及除氟方法的研究[D]. 闫晓艺.西北农林科技大学 2013
[2]浮选法分离铝电解废旧阴极中的碳和电解质的工艺研究[D]. 李楠.昆明理工大学 2013
[3]反渗透除氟预处理技术的实验研究[D]. 宿立明.山东农业大学 2012
[4]从高浓度含氟废水中回收砂状冰晶石的研究[D]. 杨有才.中南大学 2012
[5]铝电解槽废旧阴极综合利用研究[D]. 刘志东.昆明理工大学 2012
[6]电解铝厂周边氟化物污染特征研究[D]. 郑瑜.内蒙古大学 2010
[7]碱酸法处理铝电解废旧阴极的研究[D]. 李伟.东北大学 2009
[8]超滤膜去除原水中氟的研究[D]. 龙滔.昆明理工大学 2009
[9]饮用水吸附—超滤法除氟机理及工艺研究[D]. 王莉莉.清华大学 2008
[10]铝电解废阴极浸提及燃烧特性的实验研究[D]. 逯军正.山东理工大学 2008
本文编号：3241540
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