CN107377592A - 一种铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方法，其特征在于其处理装置结构包括依次联接的加水反应仓、加除氰剂或除氟剂反应仓、加除氟剂或除氰剂反应仓、加中和剂反应仓和集料仓。处理过程是将铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓后，依次进入加除氰剂或除氟剂反应仓、加除氟剂或除氰剂反应仓、加中和剂反应仓和集料仓，加料、反应和出料三者同时进行，形成连续的铝电解废槽衬无害化处理过程，处理后的浆液全部倒入集料仓，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用，实现了对废槽衬的无害化处理，处理效率高、效果好，操作灵活，简单方便。

Description

一种铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方法

技术领域

一种铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方法，涉及一种铝电解过程产生的工业废固废弃物，特别铝电解废槽衬进行无害化处理的过程和方法。

背景技术

随着我国铝产量的提高，废槽衬的外排量也在逐年增加，每生产1吨铝约排放15-25kg 废槽衬。废槽衬是铝电解生产中不可避免的固体危险废弃物，已被列入《国家危险废物名录》，其中主要的有毒物质是可溶氟化物和氰化物，它们对环境包括土壤、水域和大气危害极大，故对废槽衬的无害化处理亟待解决，刻不容缓。目前国内对废槽衬的处理方式有以下几种：火法、湿法、堆存、填埋和送危废中心，其中：堆存和填埋并未对废槽衬进行无害化，现在国家已不允许这种处理方式；送危废处理中心费用较高，很少厂家会选择；火法和湿法均可以对废槽衬进行彻底的无害化，但火法目前为止并没有工业化实例，且投资比较大，湿法的技术已经比较成熟，工业化应用的较多，但都是断续处理，处理效率较低。

专利号为CN20150924933.4的专利《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》，其处理方法为先通过次氯酸钠除氰，过滤后用石灰水对滤渣进行除氟处理，再通过二次过滤，对滤渣和滤液进行综合利用。该方法可以对废槽衬进行有效处理和利用，但流程比较长，需要两次过滤，次氯酸钠不稳定，不易保存。

专利号为CN103239828A的专利《一种程控、手控电解铝大修渣无害化生产工艺》，其中包含了整个无害化处理的工业过程及生产工艺，无害化处理彻底且包含了程控和手控方面的说明。但是，该专利中所有的粉料和添加剂均添加到一个反应仓中，所有反应结束后，再进行下一次反应，处理是间断进行的，且所有粉料和添加剂加到一个反应仓中会出现搅拌不均的现象，处理效率较低。

专利号为CN105728440A的专利《一种铝电解槽大修渣无害化处理系统及处理方法》，其中包括整个无害化处理的工艺过程及处理方法，叙述全面，可实现无害化生产。但该处理方法只包括三个仓，一个浸出仓和两个反应仓，两个反应仓一个进行除氟，一个进行除氰，虽然实现了无害化，但在每次加完粉料或添加剂时均需要停留一段固定的时间进行反应，通过控制停留时间的长短来控制反应效果，处理效率较低。

发明内容

本发明目的就是针对上述已有技术在铝电解废槽衬无害化处理中存在的不足，提供一种处理效率高、效果好，操作灵活，简单方便的铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于其处理装置包括：

（1）加水反应仓，该加水反应仓上部设有铝电解废槽衬粉料和水的进料口，在加水反应仓底部设有加水反应后物料排出管；

（2）加除氰剂或除氟剂反应仓，该加除氰剂或除氟剂反应仓上部设有进料口和除氰剂或除氟剂加入口，该进料口与加水反应仓反应后物料排出管联接；在除氰剂或除氟剂反应仓底部设有除氰或除氟反应后物料排出管；

（3）加除氟剂或除氰剂反应仓，该加除氟剂或除氰剂反应仓上部设有进料口和除氟剂或除氰剂加入口，该进料口与加除氰剂或除氟剂反应仓反应后物料排出管联接；在除氟剂或除氰剂反应仓底部设有除氟或除氟反应后物料排出管；

（4）加中和剂反应仓，该加中和剂反应仓上部设有进料口和中和剂加入口，该进料口与加除氟剂或除氰剂反应仓反应后物料排出管联接；在中和剂反应仓底部设有中和反应后物料排出管；

（5）集料仓，该集料仓上部设有进料口，该进料口与加中和剂反应仓反应后物料排出管联接。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于所述的加水反应仓，加除氰剂或除氟剂反应仓，加除氟剂或除氰剂反应仓，加中和剂反应仓，集料仓依次分级设置。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于所述的加水反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加除氰剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加除氟剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加中和剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，集料仓为一个或在一水平高度的、并联的2-4个。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于将铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓后，依次进入加除氰剂或除氟剂反应仓、加除氟剂或除氰剂反应仓、加中和剂反应仓、集料仓，加料、反应和出料三者同时进行，形成连续的铝电解废槽衬无害化处理过程。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的除氰剂为漂白粉，添加量为粉料质量的1%-10%。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的除氟剂为生石灰、熟石灰或氯化钙，添加量为粉料质量的5%-30%。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的中和剂为混合酸，添加量为浆液体积的5%-80%。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓，其水和粉料的质量比为1.0:1.0-10.0:1.0。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于其反应浆液在并联的反应仓间流动时，反应仓在一个水平面上，通过泵的动力使浆液流进或流出反应仓。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于其反应浆液在从高到低排布，形成高度差的反应仓间，浆液通过重力自流进出反应仓。

采用本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置和方法处理后的废槽衬，无论是无害化渣还是滤液，可溶氰离子含量在5mg/L以下，可溶氟离子含量在100mg/L以下，其他元素的含量均符合《危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007），pH值符合《危险废弃物鉴别标准-腐蚀性鉴别》（GB5085.1-2007）。处理效率高、效果好，操作灵活，简单方便。

附图说明

图1为本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置的结构示意图；

图2为本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置的另一种结构示意图；

图3为本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置的另一种结构示意图；

图4为本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理装置的另一种结构示意图。

具体实施方式

一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其处理装置包括：

（1）加水反应仓1，该加水反应仓上部设有铝电解废槽衬粉料和水的进料口，在加水反应仓底部设有加水反应后物料排出管；

（2）加除氰剂或除氟剂反应仓2，该加除氰剂或除氟剂反应仓上部设有进料口和除氰剂或除氟剂加入口，该进料口与加水反应仓反应后物料排出管联接；在除氰剂或除氟剂反应仓底部设有除氰或除氟反应后物料排出管；

（3）加除氟剂或除氰剂反应仓3，该加除氟剂或除氰剂反应仓上部设有进料口和除氟剂或除氰剂加入口，该进料口与加除氰剂或除氟剂反应仓反应后物料排出管联接；在除氟剂或除氰剂反应仓底部设有除氟或除氰反应后物料排出管；

（4）加中和剂反应仓4，该加中和剂反应仓上部设有进料口和中和剂加入口，该进料口与加除氟剂或除氰剂反应仓反应后物料排出管联接；在中和剂反应仓底部设有中和反应后物料排出管；

（5）集料仓5，该集料仓上部设有进料口，该进料口与加中和剂反应仓反应后物料排出管联接。

处理过程为将铝电解废槽衬通过破碎、磨粉制成粉料后，进行湿法无害化处理；粉料的湿法处理过程包括多个反应步骤，每个反应步骤包括一个或几个反应仓，每次只向该步骤的反应仓中加一种粉料或一种添加剂，加料、反应和出料三者同时进行；反应后的浆液全部倒入集料仓，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用。

本发明的一种铝电解废槽衬无害化处理的反应仓和集料仓均采用耐酸耐碱耐腐蚀材料，如玻璃钢等，根据实际情况，反应仓和集料仓可采用或不采用搅拌，整个湿法无害化处理过程通过控制加料、出料速度以及反应仓的数量来控制浆液在反应仓内的反应时间，每个步骤反应仓的数量和容积要满足该步骤反应时间与加料、出料速度的要求。

下面结合实施例和示意图对本发明的过程和方法作进一步说明。

实施例1

（1）将铝电解废槽衬通过破碎、磨粉制成粉料。

（2）第一步骤：向该步骤的反应仓中加水和粉料，水和粉料的质量比为1:1，该步骤的反应时间为30min，水的加入速度为20m³/h，粉料加料速度为20t/h，第一步骤需要一个反应仓，反应仓的容积不小于30m³。

（3）第二步骤：向该步骤的反应仓中加除氰剂漂白粉，加入量为粉料质量的1.5%，该步骤的反应时间为30min，漂白粉的加入速度为300Kg/h，浆液倒入速度为20m³/h，第二步骤需要一个反应仓，反应仓容积不小于30m³。

（4）第三步骤：向该步骤的反应仓中加入除氟剂生石灰，加入量为粉料质量的5%，该步骤的反应时间为30min，石灰的加入速度为1t/h，浆液倒入速度为20m³/h，第三步骤需要一个反应仓，反应仓容积不小于30m³。

（5）第四步骤：向该步骤的反应仓中加入中和剂混合酸，加入量为浆液体积的10%，该步骤的反应时间为60min，每个反应仓中，酸加入速度为1m³/h，浆液倒入速度为10m³/h，第四步骤需要两个反应仓，反应仓容积不小于40m³，第三步骤的一个反应仓同时向第四步骤的两个反应仓中倒料。

（6）第四步骤反应后的浆液以11m³/h的速度全部打入集料仓，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用。

（7）反应仓和集料仓采用玻璃钢，反应仓不搅拌，集料仓搅拌，各步骤的反应仓在一个水平面上，通过泵的动力使浆液流进或流出反应仓。

压滤后，对滤液和滤渣进行测定：

滤液中氟离子的含量为74mg/L，氰离子含量为4.0 mg/L，pH=8；

无害化渣中氟离子含量为88 mg/L，氰离子含量为4.5 mg/L，pH=7。

实施例2

（1）将铝电解废槽衬通过破碎、磨粉制成粉料。

（2）第一步骤：向该步骤的反应仓中加水和粉料，水和粉料的质量比为5.0:1.0，该步骤的反应时间为60min，每个反应仓中，水的加入速度为20m³/h，粉料加料速度4t/h，第一步骤需要两个反应仓，反应仓的容积不小于30m³。

（3）第二步骤：向该步骤的反应仓中加入除氟剂熟石灰，加入量为粉料质量的15%，该步骤的反应时间为30min，石灰的加入速度为1.2t/h，浆液倒入速度为40m³/h，第二步骤需要一个反应仓，反应仓容积不小于40m³，第一步骤的两个反应仓同时向第二步骤的一个反应仓中倒料。

（3）第三步骤：向该步骤的反应仓中加除氰剂漂白粉，加入量为粉料质量的4%，该步骤的反应时间为30min，漂白粉的加入速度为320Kg/h，浆液倒入速度为40m³/h，第三步骤需要一个反应仓，反应仓容积不小于40m³。

（5）第四步骤：向该步骤的反应仓中加入中和剂混合酸，加入量为浆液体积的30%，该步骤的反应时间为90min，每个反应仓中，酸加入速度为4.0m³/h，浆液倒入速度为3m³/h，第四步骤需要三个反应仓，反应仓容积不小于20m³，第三步骤的一个反应仓同时向第四步骤的三个反应仓中倒料。

（6）第四步骤反应后的浆液以17.33m³/h的速度全部打入集料仓，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用。

（7）反应仓和集料仓采用玻璃钢，反应仓搅拌，集料仓搅拌，将各步骤的反应仓从高到低排布，形成高度差，浆液通过自流进出反应仓。

压滤后，对滤液和滤渣进行测定：

滤液中氟离子的含量为25mg/L，氰离子含量为3.0 mg/L，pH=7；

无害化渣中氟离子含量为38 mg/L，氰离子含量为3.5 mg/L，pH=8。

实施例3

（1）将铝电解废槽衬通过破碎、磨粉制成粉料。

（2）第一步骤：向该步骤的反应仓中加水和粉料，水与粉料的质量比为10:1，该步骤的反应时间为120min，每个反应仓中，水的加入速度为15m³/h，粉料加料速度1.5t/h，第一步骤需要四个反应仓，反应仓的容积不小于40m³。

（3）第二步骤：向该步骤的反应仓中加除氰剂漂白粉，加入量为粉料质量的8.0%，该步骤的反应时间为60min，每个反应仓中，漂白粉的加入速度为240Kg/h，浆液倒入速度为30m³/h，第二步骤需要两个反应仓，反应仓容积不小于50m³，第一步骤的两个反应仓同时向第二步骤的一个反应仓中倒料。

（4）第三步骤：向该步骤的反应仓中加入除氟剂氯化钙，加入量为粉料质量的30%，该步骤的反应时间为30min，氯化钙加入速度为1.8t/h，浆液倒入速度为60m³/h，第三步骤需要一个反应仓，反应仓容积不小于50m³，第二步骤的两个反应仓同时向第三步骤的一个反应仓中倒料。

（5）第三步骤反应后的浆液以30m³/h的速度全部打入两个集料仓中，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用。

（6）将各步骤的反应仓从高到低排布，反应仓搅拌，集料仓不搅拌，形成高度差，浆液通过自流进出反应仓。

压滤后，对滤液和滤渣进行测定：

滤液中氟离子的含量为3.5mg/L，氰离子含量为0.5 mg/L，pH=6；

无害化渣中氟离子含量为7.9 mg/L，氰离子含量为0.5mg/L，pH=7。

实施例4

（1）将铝电解废槽衬通过破碎、磨粉制成粉料。

（2）第一步骤：向该步骤的反应仓中加水和粉料，水与粉料的质量比为10:2，该步骤的反应时间为120min，每个反应仓中，水的加入速度为7.5m³/h，粉料加料速度1.5t/h，第一步骤需要八个反应仓，反应仓的容积不小于25m³。

（3）第二步骤：向该步骤的反应仓中加除氰剂漂白粉，加入量为粉料质量的8.0%，该步骤的反应时间为60min，每个反应仓中，漂白粉的加入速度为240Kg/h，浆液倒入速度为15m³/h，第二步骤需要四个反应仓，反应仓容积不小于30m³，第一步骤的两个反应仓同时向第二步骤的一个反应仓中倒料。

（4）第三步骤：向该步骤的反应仓中加入除氟剂氢氧化钙，加入量为粉料质量的20%，该步骤的反应时间为30min，氢氧化钙加入速度为1.2t/h，浆液倒入速度为30m³/h，第三步骤需要两个反应仓，反应仓容积不小于50m³，第二步骤的两个反应仓同时向第三步骤的一个反应仓中倒料。

（5）第四步骤：向该步骤的反应仓中加入中和混合酸，加入量为浆液体积的70%，该步骤的反应时间为30min，每个反应仓中，酸加入速度为21.0m³/h，浆液倒入速度为30m³/h，第四步骤需要两个反应仓，反应仓容积不小于60m³，第三步骤的一个反应仓同时向第四步骤的三个反应仓中倒料。

（6）第四步骤反应后的浆液以25.5m³/h的速度全部打入四个集料仓中，由集料仓打入压滤机进行压滤，无害化渣运出，滤液循环使用。

（7）将各步骤的反应仓从高到低排布，反应仓搅拌，集料仓不搅拌，形成高度差，浆液通过自流进出反应仓。

压滤后，对滤液和滤渣进行测定：

滤液中氟离子的含量为1.5mg/L，氰离子含量为0.5 mg/L，pH=6；

无害化渣中氟离子含量为2.9 mg/L，氰离子含量为0.5mg/L，pH=7。

Claims (9)

1.一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于其处理装置包括：

（1）加水反应仓，该加水反应仓上部设有铝电解废槽衬粉料和水的进料口，在加水反应仓底部设有加水反应后物料排出管；

（2）加除氰剂或除氟剂反应仓，该加除氰剂或除氟剂反应仓上部设有进料口和除氰剂或除氟剂加入口，该进料口与加水反应仓反应后物料排出管联接；在除氰剂或除氟剂反应仓底部设有除氰或除氟反应后物料排出管；

（3）加除氟剂或除氰剂反应仓，该加除氟剂或除氰剂反应仓上部设有进料口和除氟剂或除氰剂加入口，该进料口与加除氰剂或除氟剂反应仓反应后物料排出管联接；在除氟剂或除氰剂反应仓底部设有除氟或除氰反应后物料排出管；

（4）加中和剂反应仓，该加中和剂反应仓上部设有进料口和中和剂加入口，该进料口与加除氟剂或除氰剂反应仓反应后物料排出管联接；在中和剂反应仓底部设有中和反应后物料排出管；

（5）集料仓，该集料仓上部设有进料口，该进料口与加中和剂反应仓反应后物料排出管联接。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于所述的加水反应仓，加除氰剂或除氟剂反应仓，加除氟剂或除氰剂反应仓，加中和剂反应仓，集料仓依次分级设置。

3.根据权利要求1所述的一种铝电解废槽衬无害化处理装置，其特征在于所述的加水反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加除氰剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加除氟剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，加中和剂反应仓为一个或在一水平高度的、并联的2-8个，集料仓为一个或在一水平高度的、并联的2-4个。

4.一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于将铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓后，依次进入加除氰剂反应仓、加除氟剂反应仓、加中和剂反应仓、集料仓，加料、反应和出料三者同时进行，形成连续的铝电解废槽衬无害化处理过程。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的除氰剂为漂白粉，添加量为粉料质量的1%-10%。

6.根据权利要求4所述的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的除氟剂为生石灰、熟石灰或氯化钙，添加量为粉料质量的5%-30%。

7.根据权利要求4所述的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的中和剂为混合酸，添加量为浆液体积的5%-80%。

8.根据权利要求4所述的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于所述的铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓，其水和粉料的质量比为1.0:1.0-10.0:1.0。

9.根据权利要求4所述的一种铝电解废槽衬无害化处理方法，其特征在于其反应浆液在并联的反应仓间流动时，反应仓在一个水平面上，通过泵的动力使浆液流进或流出反应仓；其反应浆液在从高到低排布，形成高度差的反应仓间，浆液通过重力自流进出反应仓。