CN105327933A - 基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF2；沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，可作为原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行业。简便易行、处理成本较低、生产效率高，无需焚烧炉等焚烧设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种电解生产金属铝过程中废弃的包括废阴极碳、石墨内衬等在内的所有电解槽内衬的处理方法，尤其涉及一种基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法。
背景技术
废槽衬是铝电解槽定期排出的固体废弃物，主要包括阴极炭块、阴极糊、石墨内衬、耐火砖、保温砖、防渗料及绝热板等。由于含有较高水平的氟化物和氰化物，废槽衬属于危险废物。鉴于氟化物、氰化物等毒物的可溶性、挥发性，在风吹雨淋等露天堆放等条件下，废槽衬中的有害物质会向堆场周边的地下水、土壤和大气环境中逐步转移，也会随雨水进入到江河以及湖泊，进而污染水体，对环境生态以及人类健康产生较大的危害。
关于铝电解废槽衬的无害化、资源化处理方法，研究较多的是焚烧法处理。但是焚烧法处理有很多不足：①焚烧工艺复杂，需要专门的焚烧设备，投资和运行成本很高；②高附加值的氟化物最终进入残渣，没有得到回收利用；③产生烟尘、烟气等尾气需要处理；④只能处理炭质废槽衬(约占废槽衬重量的30％)，70％的废槽衬仍需要安全填埋。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其特征在于，包括步骤：
A、将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；
B、按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；
C、通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；
D、将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF2；
E、沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，可作为原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行业。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，是一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的湿法处理铝电解槽废槽衬的方法，其遇水容易析出氰化氢、氟化氢的弊端可以通过控制碱性的反应环境来克服。
附图说明
图1为本发明实施例提供的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其较佳的具体实施方式如图1所示：
包括步骤：
A、将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；
B、按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；
C、通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；
D、将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF2；
E、沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，能回用于修路、建筑材料以及水泥、耐火工业的原料。
所述防腐筛网上涂Teflon或采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料材质。
本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，是一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的湿法处理铝电解槽废槽衬的方法，其遇水容易析出氰化氢、氟化氢的弊端可以通过控制碱性的反应环境来克服，技术可靠，所用各种原料来源广、价格便宜，无需焚烧炉等焚烧设备。
本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，以废槽衬为原料，以次氯酸钠、石灰水为反应添加剂，首先将废槽衬破碎一定粒度后放入氧化反应池中，然后加入次氯酸钠溶液，搅拌，发生氰化物的氧化分解反应；然后，采用防腐筛网过滤，并将滤后残渣置入沉淀反应池中，然后将接近饱和浓度值的石灰水加入，浸泡、搅拌，发生钙化反应。最后，通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，可作为原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行业。
具体实施例：
实施例1：
首先将废弃的铝电解废槽衬破碎成1～3mm的颗粒，称取500g置于氧化反应池中，再放入质量浓度为2％的次氯酸钠溶液500ml，搅拌混合1小时；然后通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，并将残渣置于沉淀反应池中，再用质量浓度为0.15％石灰水500ml浸泡1.5小时，充分发生钙化反应后，通过防腐筛网过滤即得最终残渣。
根据危险废物鉴别标准、浸出毒性标准(GB5085.3-2007)对最终残渣进行危害性检测，结果显示：浸出液中无机氟化物(不包括氟化钙，以F-计)为39mg/L；氰化物为0.052mg/L，表明最终残渣不再是危险废物，从而实现了废槽衬的无害化。
实施例2：
首先将废弃的铝电解废槽衬破碎成3～5mm的颗粒，称取1500g置于氧化反应池中，再放入质量浓度为2％的次氯酸钠溶液1500ml，搅拌混合45min；然后通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，并将残渣置于沉淀反应池中，再用质量浓度为0.15％石灰水1500ml浸泡1.2小时，充分发生钙化反应后，通过防腐筛网过滤即得最终残渣。
根据危险废物鉴别标准、浸出毒性标准(GB5085.3-2007)对最终残渣进行危害性检测，结果显示：浸出液中无机氟化物(不包括氟化钙，以F-计)为65mg/L；氰化物为0.079mg/L，表明最终残渣不再是危险废物，从而实现了废槽衬的无害化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其特征在于，包括步骤：
A、将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；
B、按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；
C、通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；
D、将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF2；
E、沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，能作为原料回用于修路、建筑、水泥、耐火行业。
2.根据权利要求1所述的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其特征在于，所述防腐筛网上涂Teflon或采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯塑料材质。
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