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题名超声强化铝电解废阴极炭水浸-碱浸工艺研究
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作者
张选
许磊
任义尧
李幸福
魏群
谢诚
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机构
昆明理工大学冶金与能源工程学院
昆明理工大学复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室
昆明理工大学微波能工程应用及装备技术国家地方联合工程实验室
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出处
《中国有色冶金》
北大核心
2025年第1期138-148,共11页
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基金
国家自然科学基金面上项目(52374305)
云南省科技厅重点项目(202101AS070023)
+1 种基金
科技厅杰出青年项目(202301AV070009)
国家重点研发子课题(2018YFC1901904)。
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文摘
铝电解过程会产生大量的废阴极炭,其中不仅含有大量碳,而且含有大量可溶性氟化物,堆积处理不仅污染环境,而且浪费资源。本文针对目前文献已有研究中处理工艺存在的问题,采用超声波辅助水浸-碱浸工艺处理废阴极炭,进行工艺条件优化试验,且对阶段性产物进行了表征分析,且对有无超声波辅助的水浸-碱浸效果进行了对比,得到以下主要结论。水浸较优工艺条件为水浸时间50 min、水浸温度25℃、液固比7∶1、超声波功率300 W,此条件下除氟率为32.31%,对浸出液进行蒸发结晶处理,回收得到纯度为99.4%的氟化钠;碱浸较优工艺条件为碱浸时间60 min、碱浸温度70℃时、液固比10∶1、初始NaOH溶液浓度1.25 mol/L、超声波功率400 W,该条件下除氟率可达92.24%,所得碱浸液经盐酸中和处理后得到纯度为95.7 wt.%的冰晶石粉末;超声碱浸后的废阴极炭的EDS分析表明经过超声水浸和超声碱浸,废阴极炭中的氟化钠、冰晶石、氧化铝等组分被有效去除;超声碱浸主要由扩散过程控制,表观活化能为18.61 kJ/mol;超声强化浸出工艺较常规搅拌浸出工艺的处理时间缩短了92.4%,除氟率提升了13.98%。本研究证实了超声水浸-超声碱浸工艺可以有效实现废阴极炭的无害化处理及有价值组分回收。
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关键词
废阴极炭
超声水浸-超声碱浸
无害化处理
氟化钠回收
冰晶石回收
炭回收
扩散过程控制
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Keywords
spent cathode carbon
ultrasonic water leaching-ultrasonic alkali leaching
harmless treatment
sodium fluoride recovery
cryolite recovery
carbon recovery
diffusion process control
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分类号
TF821
[冶金工程—有色金属冶金]
X758
[环境科学与工程—环境工程]
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