一种浮选附加装置及利用其进行废阴极资源综合利用的方法

本发明涉及废阴极资源回收处理，特别涉及一种浮选附加装置及利用其进行废阴极资源综合利用的方法。

背景技术：

1、铝电解废阴极归属为危险废物铝电解大修渣的一小类，含有毒性较高的可溶性氟化物和氰化物。每生产1吨电解铝将产生10-18kg废阴极，废阴极如果处置不当，会随雨水混入江河、渗入地下，进而污染地表水、地下水和土壤，对周围生态环境、公众健康及动植物生长造成巨大危害。废阴极主要成分为碳与电解质(na3alf6、caf2、naf、alf3、al2o3等)，均是具有回收价值的有用资源，铝电解废阴极的无害化与资源化利用已成为我国铝工业绿色生态转型发展中直面的战略核心问题之一。

2、目前对废阴极的资源回收处理方法主要有火法处理、酸法处理、湿法处理、浮选处理四种。火法处理：火法处理废阴极能有效破坏氰化物，使氟化物以气态逸出或转化为不溶的氟化物；火法处理缺点是对设备要求很高，投资大，额外能源的添加增加了碳的外排。酸法处理：将废阴极与浓硫酸进行反应，浓硫酸的强氧化性可以降解氰化物，反应产生的气体通过淋洗可回收氢氟酸，产生的浸出液通过固氟处理可达标排放；酸法处理的缺点是设备耐腐蚀要求高，气体处理要求高，处理后增容比较高，产品附加值低。湿法处理：将废阴极与次氯酸的钙、镁类化合物在水溶液中进行反应，氰化物被次氯酸分解，氟化物与钙、镁离子反应生成不溶于水的、无毒的氟化钙、氟化镁沉淀；湿法处理的缺点是流程长，增容比较高，产品附加值低。浮选处理：利用废阴极中碳与电解质表面润湿性的差异，通过加入捕收剂并充气浮选，可将含氟的电解质与碳进行分离，达到脱氟效果，并分别回收碳资源与电解质资源；浮选处理可将有用资源最大程度回收，但存在氰化物无法同步去除等缺点。

技术实现思路

1、本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，本发明提供一种浮选附加装置及利用其进行废阴极资源综合利用的方法，提供光源用于氰化物的光催化，于浮选过程中将废阴极中的氰化物光催化去除，达到废阴极同步脱氟除氰、回收有用资源的目的。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种浮选附加装置，所述浮选附加装置包括灯罩和光源，所述灯罩包括多个侧板，多个侧板相互连接，组成一个用于容置所述光源的空腔；所述灯罩的其中一个侧板为透光板，其余侧板均为遮光板；所述光源设置在其中一个遮光板上，并位于所述灯罩的内部，且该遮光板上开设有供光源电源线穿设的孔洞，所述光源通过电源线连接外部电源，所述光源的开关位于所述灯罩的外部；所述浮选附加装置通过所述透光板连接浮选工艺设备的方式安装在浮选工艺设备上，所述透光板的形状与所述浮选工艺设备的形状相适配。

4、进一步地，在本发明中，所述遮光板使用硬质、防透光材料制作。

5、进一步地，在本发明中，所述透光板使用透光、耐磨的材料制作。

6、进一步地，在本发明中，所述光源在通电状态产生可见光或紫外光，波长范围为200～780nm。

7、本发明还提供了所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用。

8、所述浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中具体的应用方法，包括以下步骤：

9、(1)所述浮选附加装置的安装：根据浮选工艺设备特点与现场空间情况，在浮选工艺设备上开设与所述浮选附加装置的透光板相匹配的安装口，分别将所述浮选附加装置安装于各浮选工艺设备上，安装时所述透光板密封盖合所述安装口，所述浮选附加装置位于所述浮选工艺设备外侧，得到装有浮选附加装置的浮选工艺设备；所述浮选工艺设备包括浮选给料槽、浮选机、固液分离槽；

10、(2)矿浆制备：通过磨矿工序将废阴极磨碎至指定粒度，并调配成矿浆；

11、(3)浮选分离：调配好的矿浆进入装有浮选附加装置的浮选给料槽，加入浮选药剂，以1000-3000r/min的转速搅拌1-10min后，矿浆进入装有浮选附加装置的浮选设备进行充气浮选，在充气浮选中全程开启光源，经过多段浮选工艺流程后，将得到的浮选产品进行脱水工序，得到干燥后的碳粉产品与电解质产品；其中，所述脱水工序包括固液分离与烘干，固液分离采用的固液分离槽为装有浮选附加装置的固液分离槽。

12、进一步地，上述应用方法中，步骤(1)中，所述透光板通过螺栓固定、法兰连接、焊接或粘连的方式安装在浮选工艺设备上。

13、进一步地，上述应用方法中，步骤(2)中，所述指定粒度是指磨碎后废阴极中碳与电解质的单体解离>60％的粒径。

14、进一步地，上述应用方法中，步骤(2)中，所述矿浆的质量浓度为5％-40％

15、进一步地，上述应用方法中，步骤(3)中，所述固液分离的方式选自沉降、过滤、离心、沉降和倾析。

16、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

17、将本发明所述的浮选附加装置安装在浮选工艺设备上，并使用安装有所述浮选附加装置的浮选工艺设备进行废阴极的浮选分离，在废阴极浮选分离的过程中，浮选附加装置中的光源透过透光板照射到浮选工艺设备内部，通过光催化作用降解其中的氰化物，在浮选脱氟的同时达到除氰的效果。实验结果表明，废阴极经过本发明所述的操作方法处理后，得到了碳含量高达94.2％的碳粉产品，所得碳粉产品的纯度较高，且碳粉产品毒性浸出液中氟离子含量低至35.4mg/l，远小于国家标准规定的100mg/l的限值；氰根含量低至0.01mg/l甚至未检出，远小于国家标准规定的1mg/l的限值，说明本发明所述的操作方法能废阴极浮选分离过程中同步脱氟除氰效果显著。

技术特征：

1.一种浮选附加装置，其特征在于，所述浮选附加装置包括灯罩和光源，所述灯罩包括多个侧板，多个侧板相互连接，组成一个用于容置所述光源的空腔；所述灯罩的其中一个侧板为透光板，其余侧板均为遮光板；所述光源设置在其中一个遮光板上，并位于所述灯罩的内部，且该遮光板上开设有供光源电源线穿设的孔洞，所述光源通过电源线连接外部电源，所述光源的开关位于所述灯罩的外部；所述浮选附加装置通过所述透光板连接浮选工艺设备的方式安装在浮选工艺设备上，所述透光板的形状与所述浮选工艺设备的形状相适配。

2.根据权利要求1所述的浮选附加装置，其特征在于，所述遮光板使用硬质、防透光材料制作。

3.根据权利要求1所述的浮选附加装置，其特征在于，所述透光板使用透光、耐磨的材料制作。

4.根据权利要求1所述的浮选附加装置，其特征在于，所述光源在通电状态产生可见光或紫外光，波长范围为200～780nm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用。

6.根据权利要求5所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用，其特征在于，具体应用方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用，其特征在于，步骤(1)中，所述透光板通过螺栓固定、法兰连接、焊接或粘连的方式安装在浮选工艺设备上。

8.根据权利要求6所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述指定粒度是指磨碎后废阴极中碳与电解质的单体解离>60％的粒径。

9.根据权利要求6所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用，其特征在于，步骤(2)中，所述矿浆的质量浓度为5％-40％。

10.根据权利要求6所述的浮选附加装置在进行废阴极资源综合利用中的应用，其特征在于，步骤(3)中，所述固液分离的方式选自沉降、过滤、离心、沉降和倾析。

技术总结
本发明涉及废阴极资源回收处理技术领域，特别涉及一种浮选附加装置及利用其进行废阴极资源综合利用的方法，所述浮选附加装置由灯罩与光源组成，本发明专利涉及的浮选附加装置主要用于废阴极的浮选处理工艺，并达到同步脱氟除氰，方法如下：将浮选附加装置安装于浮选处理工艺中浮选相关设备的侧壁，在充气浮选中全程开启光源，废阴极通过破碎、磨矿、调浆、充气浮选、固液分离与烘干等工序等工序后，得到同步脱氟除氰的浮选产品。

技术研发人员：霍强,李斌,张锦源,卢德林,刘晰,周润酉,陈明燕,宋闻,陈春强,莫世富,龙腾发
受保护的技术使用者：广西师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15