CN105457972A - 在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法 - Google Patents

在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法 Download PDF

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    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
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Abstract

本发明公开了一种在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，将废槽衬粉碎并与粉碎的钙化反应剂搅拌混合；将上述混合物置于热反应器中，通过加热装置对反应器进行加热；对加热过程产生的尾气进行袋式除尘净化处理；热反应过程中剩余的残渣及尾气净化过程中收集到的灰尘置于钙化反应池中进行自然冷却；用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣以及灰尘进行淋洗和浸泡，残渣中未被热处理固化的可溶氟化钠继续与石灰乳反应生成氟化钙；对反应后的物质进行过滤处理，最后的残渣是完全无害的，用于冶金、建筑、修路等，避免了单纯用湿法处理时可能产生有毒氰化氢气体的弊端。工艺简洁、操作方便、成本较低，实现了氰化物的彻底无害化和氟化物的几乎全部转化。

Description

在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法
技术领域
本发明涉及一种对铝电解废槽衬的无害化强化处理，尤其涉及一种在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法。涉及到包括废阴极碳、石墨内衬等在内的所有电解铝生产行业废弃的废槽衬。
背景技术
根据前瞻产业研究院数据显示：2015年6月中国原铝(电解铝)产量为2,755,813.67吨，同比增长17.96％；2015年1～6月累计中国原铝(电解铝)产量15,608,240.11吨，同比增长11.69％。而生产每吨原铝，就要产生30kg～50kg废槽衬。废槽衬因含有氟化物、氰化物等危害元素而被列入国家危险废物名录，若处置不当会对土壤、水体等自然生态造成较大的潜在威胁。
目前处理废槽衬的主要方法是焚烧法，氰化物能实现分解，但是氟化物含量较高，难以一次性固化转化，焚烧残渣仍具有一定的环境风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，包括步骤：
A、将废槽衬粉碎并与粉碎的钙化反应剂搅拌混合；
B、将上述混合物置于热反应器中，通过加热装置对反应器进行加热；
C、对加热过程产生的尾气进行袋式除尘净化处理；
D、热反应过程中剩余的残渣及尾气净化过程中收集到的灰尘置于钙化反应池中进行自然冷却；
E、用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣以及灰尘进行淋洗和浸泡，残渣中未被热处理固化的可溶氟化钠继续与石灰乳反应生成氟化钙；
F、对反应后的物质进行过滤处理，最后的残渣是完全无害的，用于冶金、建筑、修路。
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在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，对热处理后可能残留的可溶性氟化物再进行湿法固化转化，强化了无害化过程，同时避免了单纯用湿法处理时可能产生有毒氰化氢气体的弊端。工艺简洁、操作方便、成本较低。实现了氰化物的彻底无害化和氟化物的几乎全部转化，最后的残渣可用于冶金、建筑、修路等用途。
附图说明
图1为本发明实施例提供的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法的流程示意图。
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。
本发明的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其较佳的具体实施方式是：
包括步骤：
A、将废槽衬粉碎并与粉碎的钙化反应剂搅拌混合；
B、将上述混合物置于热反应器中，通过加热装置对反应器进行加热；
C、对加热过程产生的尾气进行袋式除尘净化处理；
D、热反应过程中剩余的残渣及尾气净化过程中收集到的灰尘置于钙化反应池中进行自然冷却；
E、用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣以及灰尘进行淋洗和浸泡，残渣中未被热处理固化的可溶氟化钠继续与石灰乳反应生成氟化钙；
F、对反应后的物质进行过滤处理，最后的残渣是完全无害的，用于冶金、建筑、修路。
所述步骤A中，废槽衬粉碎至粒径小于5mm，所述步骤B中，废槽衬中的碳质材料被燃烧，为反应提供部分热量。
所述步骤B中，在钙化剂存在的条件下，可溶性氟化钠转化成为更稳定且不可溶的氟化钙，所述钙化剂的投加量按照与实际可溶性氟化物反应量的理论值的1.3～2.0倍确定。
所述步骤B中，通过加热装置对热反应器进行加热，温度控制在700～900℃之间，时间3～6小时。
所述步骤E中，用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣进行淋洗和浸泡3～5小时。
所述钙化反应剂包括以下任一种或多种：石灰石、氧化钙、硫酸钙、高炉渣。
所述高炉渣中含有34％～39％的二氧化硅和39％～46％的氧化钙，其中的氧化钙作为氟化物转化的反应物，燃烧反应时二氧化硅与氧化钙反应生成的硅酸钙流动性好，不会使物料结块。
本发明的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，对热处理后可能残留的可溶性氟化物再进行湿法固化转化，强化了无害化过程，同时避免了单纯用湿法处理时可能产生有毒氰化氢气体的弊端。工艺简洁、操作方便、成本较低。
本发明在添加反应剂通过焚烧热处理固化氟化物以及消解氰化物的基础上，对可能残留的可溶性氟化物进行石灰乳的湿法转化，以实现废槽衬的完全无害化，将氟化物污染水平降到最低水平。实现了氰化物的彻底无害化和氟化物的几乎全部转化，最后的残渣可用于冶金、建筑、修路等用途。
具体实施例：
如图1所示，其处理过程依次为：(1)将废槽衬粉碎至一定粒度，与粉碎至一定粒度的钙化反应剂石灰石、氧化钙、硫酸钙、高炉渣(含CaO39％～46％)等，以一定比例搅拌混合；(2)将上述混合物置于热反应器中，通过加热装置对反应器进行加热；(3)对加热过程产生的尾气进行袋式除尘净化处理；(4)热反应过程中剩余的残渣及尾气净化过程中收集到的灰尘置于钙化反应池中进行自然冷却；(5)用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣以及灰尘进行淋洗和浸泡3～5小时，残渣中未被热处理固化的可溶氟化钠继续与石灰乳反应生成氟化钙；(6)对反应后的物质进行过滤处理，最后的残渣是完全无害的，可用于冶金、建筑、修路等用途。
实施例1
首先分别称取取废槽衬580g、高炉渣520g，并进行粉碎至粒径约为3mm以下，混合加入到热处理反应器中。通过加热装置对反应器进行加热，使其温度达到750℃，并高温保持3小时。然后，将反应后的残渣及尾气烟尘置于钙化反应池中，自然冷却。将接近饱和浓度的石灰乳淋洗于钙化反应池中，浸泡3.5小时后，过滤获得最终残渣。
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13mg/L；氰化物为0.027mg/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
首先分别称取取废槽衬1000g、高炉渣800g，并进行粉碎至粒径约为5mm以下，混合加入到热处理反应器中。通过加热装置对反应器进行加热，使其温度达到850℃，并高温保持5小时。然后，将反应后的残渣及尾气烟尘置于钙化反应池中，自然冷却。将接近饱和浓度的石灰乳淋洗于钙化反应池中，浸泡4.5小时后，过滤获得最终残渣。
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7mg/L；氰化物为0.011mg/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 (7)

1.一种在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，包括步骤：
A、将废槽衬粉碎并与粉碎的钙化反应剂搅拌混合；
B、将上述混合物置于热反应器中，通过加热装置对反应器进行加热；
C、对加热过程产生的尾气进行袋式除尘净化处理；
D、热反应过程中剩余的残渣及尾气净化过程中收集到的灰尘置于钙化反应池中进行自然冷却；
E、用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣以及灰尘进行淋洗和浸泡，残渣中未被热处理固化的可溶氟化钠继续与石灰乳反应生成氟化钙；
F、对反应后的物质进行过滤处理，最后的残渣是完全无害的，用于冶金、建筑、修路。
2.根据权利要求1所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述步骤A中，废槽衬粉碎至粒径小于5mm，所述步骤B中，废槽衬中的碳质材料被燃烧，为反应提供部分热量。
3.根据权利要求2所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述步骤B中，在钙化剂存在的条件下，可溶性氟化钠转化成为更稳定且不可溶的氟化钙，所述钙化剂的投加量按照与实际可溶性氟化物反应量的理论值的1.3～2.0倍确定。
4.根据权利要求3所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述步骤B中，通过加热装置对热反应器进行加热，温度控制在700～900℃之间，时间3～6小时。
5.根据权利要求4所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述步骤E中，用石灰乳对钙化反应池中冷却到常温的残渣进行淋洗和浸泡3～5小时。
6.根据权利要求1至5任一项所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述钙化反应剂包括以下任一种或多种：石灰石、氧化钙、硫酸钙、高炉渣。
7.根据权利要求6所述的在热处理后进行湿法强化除氟的铝电解废槽衬无害化方法，其特征在于，所述高炉渣中含有34％～39％的二氧化硅和39％～46％的氧化钙，其中的氧化钙作为氟化物转化的反应物，燃烧反应时二氧化硅与氧化钙反应生成的硅酸钙流动性好，不会使物料结块。
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