CN102989744B - 一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，其特征在于，对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料；对分选的混合渣料进行磨粉处理，然后浮选，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂。本发明将电解槽大修槽渣中难以去除的氟化盐分离，提高了电解槽大修槽渣的回收利用价值，使其变废为宝，实现了电解槽大修槽渣经济、无污染回收，从根本上消除污染隐患。

Description

一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法
技术领域
本发明涉及一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，属于电解槽大修槽渣处理技术领域。
背景技术
铝电解槽一般在使用4～5年后需进行大修，我国多数企业平均槽寿命在1500天左右，大修时清除的废内衬，即为电解槽大修渣，该渣内含有可溶性氟化物。大修渣主要包括废阴极炭块、废耐火砖、扎糊、废保温砖、耐火粉、耐火灰浆及废绝热板等。其产生量约为30kg/t•Al（相对数，随槽龄长短而变），目前全国电解铝产能超过900万t/a，则大修渣产生量在27万t/a左右。
铝电解生产采用熔盐电解法。即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰晶石、氟化铝）为熔剂，在电解生产过程中，一部分含氟电解质被炭质槽内衬吸收，再扩散到其它筑炉材料中。
根据国家1996年就颁布的《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》（GB5085.1— 1996）和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3— 1996）；电解槽大修渣因吸附氟化物和少量的氰化物属于危险固体废物，如不进行有效的综合利用和无害化处理或贮存处置不当，将对土壤和地下水存在长期潜在的污染影响。
现有技术中，对铝电解槽大修槽渣的处理方法如下：
1、在废阴极炭块中加入石灰使之与其中的电解质发生反应，得到氟化钙、氟化钠和氟化铝，使氟得到固化以重新利用，回收的炭重新用于制造阴极材料，但处理费用太高。
2、利用水泥窑炉内部反应温度高，炭块在流程中停留时间长等条件，使废阴极炭块中的有害物质在高温环境中进行分解置换，并最终固化在水泥熟料中，同时废阴极炭块中的碳作为燃料降低了煤的消耗。但是，采用该方法的缺点也非常明显：氟对耐火砖有损害，并且氟容易随烟气排放入空气造成大气污染；废阴极炭块中钠的含量极高，会对水泥后期强度有影响。
3、山东铝厂早在1982年就开始利用废炭块加入氧化铝熟料烧成窑代替部分无烟煤使用，虽然已通过国家鉴定，取得较好的效果，但不能做到大宗量、高附加值利用。
4、国内外对废SiC-Si3N4废耐火砖处理技术的研究基本处于空白。
上述处理电解槽大修槽渣的方法都因不能大宗量、高附加值利用电解槽大修槽渣，所以实现工业应用的并不多，致使绝大多数铝电解槽大修槽渣仍被弃置。
电解槽大修渣无论是贮存或填埋，都要投入巨额的投资费用和运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患。因此对大修渣进行无害化处理，将其变废为宝，从根本上消除污染隐患，则是最佳和最终方案。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法。将大修槽渣中的碳粉、耐火材料分离、提纯之后，使其成为符合工业应用标准的原料，用于提高大修槽渣的综合利用，消除环境污染，节约土地资源，并形成大宗量、高附加值的利用。
本发明的技术方案。电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，包括下述步骤：
a、对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料；
b、对混合渣料进行磨粉处理，然后浮选，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂。
上述的电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，所述步骤b为，对混合渣料进行磨粉，然后浮选，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂。
上述的电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，所述步骤b所得的碳粉，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将碳粉中的氟化钠、硫气化，得到高纯度的碳粉。
上述的电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，所述步骤b所得的耐火材料，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将耐火材料中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火材料。
所述浮选的用水通过反渗透水处理系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣制作冶金造渣剂。
对于电解槽大修槽渣，以某电解铝厂的160KA预焙槽为例，大修渣中各类物质组成情况见表1。
表1 160KA预焙槽大修渣组成情况
其中，阴极炭块、扎糊的主要成分是碳，耐火砖又分为高铝耐火砖和SiC-Si3N4复合材料耐火砖，还有成块的保温砖和绝热板等可分选出来。同时，电解槽大修槽渣还会有少量的电解质以及阴极棒，分选出来后即可回收利用。通过初步分选得到各种块料后，剩余的混合料渣不易再次分选，现有技术中只能采用堆放或填埋处理。本发明的方法，对于剩余的混合料渣，通过球磨，能够浮选得到碳粉和耐火材料，碳粉和耐火材料再经过电炉高温煅烧，得到高纯度的碳粉和耐火材料原料，提高了回收价值。剩余的各种含氟渣料可以制作替代CaF2的造渣剂。对于浮选处理过程中的用水，通过反渗透膜系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣制作造渣剂，实现生产用水的循环使用。发明对电解槽大修槽渣进行无害化资源化深度处理，采用先进的工艺技术和措施，将电解槽大修槽渣中难以去除的氟化盐分离，提高了电解槽大修槽渣的回收利用价值，使其变废为宝，实现了电解槽大修槽渣经济、无污染回收，从根本上消除污染隐患。本发明的工艺技术能够变废为宝，能耗低，生产过程中没有二次污染问题，实现了自身清洁生产，适合于电解槽大修槽渣的大宗量、高附加值的利用。
具体实施方式
本发明的实施例1。电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，包括下述步骤：
a、对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料。其中，电解质块料主要是铝，可以直接回收到电解铝厂，阴极棒是铁棒，也可直接回收。
b、对分选剩余的混合渣料进行磨粉处理，然后采用现有的浮选工艺，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂。
所得的碳粉，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将碳粉中的氟化钠、硫气化，得到高纯度的碳粉。
所得的耐火材料，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将耐火材料中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火材料。
本工艺所述浮选的用水通过反渗透水处理系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣，与之前的粉料一起制作冶金造渣剂。
本发明的实施例2。电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，包括下述步骤：
a、对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料。
b、对分选剩余的混合渣料进行磨粉处理，然后采用现有的浮选工艺，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂。
所得的碳粉，通过干燥后，在1800℃进行高温煅烧，将碳粉中的氟化钠、硫气化，得到高纯度的碳粉。
所得的耐火材料，通过干燥后，在1800℃进行高温煅烧，将耐火材料中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火材料。
本工艺所述浮选的用水通过反渗透水处理系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣，与之前的粉料一起制作冶金造渣剂。

Claims (2)

1.一种电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，其特征在于：包括下述步骤：
a、对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料；
b、对混合渣料进行磨粉处理，然后浮选，选出其中的碳粉、耐火材料，剩余的粉料制作造渣剂；
所述步骤b所得的碳粉，通过干燥后，在1900℃进行高温煅烧，将碳粉中的氟化钠、硫气化，得到高纯度的碳粉；
所述步骤b所得的耐火材料，通过干燥后，在1900℃进行高温煅烧，将耐火材料中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火材料。
2.根据权利要求1所述的电解槽大修槽渣混合料渣的回收利用方法，其特征在于：所述浮选的用水通过反渗透水处理系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣，与之前的粉料一起制作冶金造渣剂。
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