CN115446071A - 大修渣灰回收方法 - Google Patents

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Abstract

一种大修渣灰回收方法，可使大修渣灰中的碳棒经水洗分离即能与铝灰有效分离且回收，无需后续加工，并使铝灰加工成钢铁厂钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料，成本便宜，效果好，废料可以完全应用，达到零废弃物目标，实现资源循环再生再利用。

Description

大修渣灰回收方法
技术领域
本发明有关于一种大修渣灰回收方法，尤指涉及一种大修渣灰经回收后可加工成钢铁厂钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料的方法，特别是指一种低成本且效果好，废料可以完全应用，达到零废弃物目标，实现资源循环再生再利用的回收方法。
背景技术
中国为全球最大的电解铝生产国，铝电解槽一般在使用4〜5年后需进行大修，国内多数企业的铝电解槽寿命在1500天左右，大修时清除的废内衬即为电解槽大修渣。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，还含有可溶性氟化物，其产生量约为30kg/fAl（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，大修渣产生量则在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）为助熔剂，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。然而，电解槽大修渣因吸附氟化物与少量的氰化物属于危险固体废物，若不进行有效的综合利用与无害化处理，抑或贮存处置不当时，将对土壤与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存在制程复杂、不能大量且高附加值利用电解槽大修槽渣的缺点，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。然而，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与运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患。因此，一般无法符合使用者于实际使用时对大修渣进行简易有效的减废、回收处理所需。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服已知技术所遭遇的上述问题，并提供一种大修渣灰回收方法，可使大修渣灰中的碳棒经水洗分离即能与铝灰有效分离且回收，无需后续加工，并使铝灰加工成钢铁厂钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料，成本便宜，效果好，废料可以完全应用，达到零废弃物目标，实现资源循环再生再利用。
为达以上目的，本发明采用的技术方案是：一种大修渣灰回收方法，该方法至少包含下列步骤：
步骤一：提供一待处理分离的大修渣灰，该大修渣灰包含铝灰与碳棒；
步骤二：将该大修渣灰输入至一水洗分离机构中，于该大修渣灰中持续加水予以混合，利用比重差异而分别将大修渣灰中的碳棒及铝灰从该水洗分离机构中排出，并将铝灰传送至与该水洗分离机构连通设置的烘干机构；
步骤三：利用该烘干机构将分离后的铝灰进行烘干处理形成铝灰块体，并将该铝灰块体传送至与该烘干机构连通设置的粗筛破碎机构；
步骤四：利用该粗筛破碎机构对该铝灰块体先粗筛分选出粗块状铝灰块体，再将该粗块状铝灰块体进行破碎处理，得到数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体，并将该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体传送至一与该粗筛破碎机构连通设置的筛选破碎机构；
步骤五：该筛选破碎机构以多层筛网对该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体进行粗细粒径筛选，通过由上而下的第一层筛网控制筛选粒径小于20网目的铝颗粒，第二层筛网控制筛选粒径介于20-80网目的铝细颗，及第三层筛网控制筛选粒径介于80～400网目的微细铝灰，藉以分层筛滤出粒径由上而下递减的铝颗粒、铝细颗及微细铝灰，再将该铝细颗破碎成铝金属片状，并将该铝金属片状与该铝颗粒输送至与该筛选破碎机构连通设置的双室炉机构，同时将该微细铝灰输送至与该筛选破碎机构连通设置的混拌机构；
步骤六：该混拌机构于一混拌容器中，通过与该混拌容器连接的配料单元，于该微细铝灰中加入氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种混拌成一物料，并将该物料传送至与该混拌机构连通设置的挤压造粒机构；
步骤七：利用该挤压造粒机构对该混拌均匀的物料进行加压50～100吨压力的挤压处理而造粒成粒径介于2～100mm的钢渣材料，并将该钢渣材料传送至与该挤压造粒机构连通设置的双室炉机构；以及
步骤八：该双室炉机构包含与该筛选破碎机构连通的第一熔炉、及与该挤压造粒机构连通的第二熔炉，利用该第一熔炉将输入的铝颗粒与铝金属片状进行熔解，形成铝锭产品，并用该第二熔炉将输入的钢渣材料进行烧结，形成钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料。
所述步骤二的水洗分离机构包括比重过滤槽及比重过滤单元，该比重过滤单元设置于该比重过滤槽中，该大修渣灰在该比重过滤槽内置放浸泡，软化后大修渣灰中的碳棒及铝灰被析出，比重较大的铝灰向下沉淀于该比重过滤单元下层、比重较小的碳棒向上浮于该比重过滤单元上层。
所述比重过滤槽设有出水口，将该比重过滤单元上层的碳棒排出，沉淀于该比重过滤单元下层的铝灰抽出，且该比重过滤槽所排出的碳棒经过与水分离，该水可抽送回该比重过滤槽中重复循环使用。
所述比重过滤单元为滤网。
所述步骤三的烘干机构以240-360℃的温度对该分离后铝灰进行烘干处理。
所述步骤五的筛选破碎机构以一圆形滚筒破碎机将通过该多层滤网中该第二层筛网筛选的铝细颗再次破碎成该铝金属片状。
所述步骤五的筛选破碎机构的第三层筛网为旋风分离机，能以密闭旋风循环方式将通过该第三层筛网后的粒径介于80～400网目的微细铝灰输送至该混拌机构。
所述步骤六的配料单元由分别配合一进料阀的氧化钙供给部、碳酸钙供给部、及高铝钙粉煤灰供给部所构成，以提供氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种与该微细铝灰进行混拌。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
图2是本发明的基本架构示意图。
图3是本发明的方块示意图。
标号对照：
水洗分离机构1
比重过滤槽11
比重过滤单元12
烘干机构2
粗筛破碎机构3
筛选破碎机构4
多层筛网41
第一层筛网411
第二层筛网412
第三层筛网413
圆形滚筒破碎机42
混拌机构5
混拌容器51
配料单元52
进料阀521
氧化钙供给部522
碳酸钙供给部523
高铝钙粉煤灰供给部524
挤压造粒机构6
双室炉机构7
第一熔炉71
第二熔炉72
大修渣灰8
步骤s1～步骤s8。
具体实施方式
请参阅图1～图3所示，分别为本发明的流程示意图、本发明的基本架构示意图、及本发明的方块示意图。如图所示：本发明为一种大修渣灰回收方法，由一电解铝大修渣灰回收装置来实施，所述方法包含有下列步骤：
步骤一s1：提供一待处理分离的大修渣灰8，该大修渣灰8包含多数铝灰（耐火材料）与多数碳棒。
步骤二s2：将该大修渣灰8输入至一水洗分离机构1中，对该大修渣灰8持续提供水，使大修渣灰与水混合，利用比重差异而分别将大修渣灰中的碳棒及铝灰从该水洗分离机构1中排出，并将铝灰传送至一与该水洗分离机构1连通设置的烘干机构2。
步骤三s3：该烘干机构2将分离后的铝灰进行烘干处理，形成铝灰块体，并将该铝灰块体传送至一与该烘干机构2连通设置的粗筛破碎机构3。
步骤四s4：该粗筛破碎机构3对该铝灰块体先粗筛分选出粗块状铝灰块体，再将该粗块状铝灰块体进行破碎处理，以得到数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体，并将该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体传送至一与该粗筛破碎机构3连通设置的筛选破碎机构4。
步骤五s5：该筛选破碎机构4以一多层筛网41对该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体进行粗细粒径筛选，通过由上而下设置的第一层筛网411控制筛选粒径小于20网目的铝颗粒，第二层筛网412控制筛选粒径在20-80网目之间的铝细颗，及第三层筛网413控制筛选粒径介于80～400网目的微细铝灰，藉以分层筛滤出粒径由上而下递减的铝颗粒、铝细颗及微细铝灰，再将该铝细颗予以破碎成铝金属片状，并分别将该微细铝灰输送至与该筛选破碎机构4连通设置的混拌机构5，以及将该铝颗粒与该铝金属片状输送至与该筛选破碎机构4连通设置的双室炉机构7。
步骤六s6：该混拌机构5设有一混拌容器51，通过与该混拌容器51连接的配料单元52，于混拌容器51中的微细铝灰中加入氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种进行混合，搅拌均匀成成一物料，并将该物料传送至与该混拌机构5连通设置的挤压造粒机构6。
步骤七s7：该挤压造粒机构6对混拌均匀后的物料进行加压50～100吨压力的挤压处理而造粒成球状或块状粒径介于2～100mm的钢渣材料，并将该钢渣材料传送至与该挤压造粒机构６连通设置的该双室炉机构７。
步骤八s8：该双室炉机构7包含一与该筛选破碎机构4连通的第一熔炉71、及一与该挤压造粒机构6连通的第二熔炉72，以该第一熔炉71将输入的铝颗粒与铝金属片状进行熔解，形成铝锭产品，并以该第二熔炉72将输入的球状或块状的钢渣材料进行烧结，形成钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料。如是，藉由上述揭露的流程构成一全新的铝灰渣、大修渣灰回收方法。
于一具体实施例中，上述水洗分离机构1包括一比重过滤槽11及一比重过滤单元12。
于一具体实施例中，上述筛选破碎机构4具有该多层筛网41及一圆形滚筒破碎机42，该多层筛网41由上而下包含有第一层筛网411、第二层筛网412及第三层筛网413，其筛网网目（mesh）数是由粗而细，而该圆形滚筒破碎机42与该第二层筛网412连接；其中，该第三层筛网413是配置于一密闭容器内的旋风分离机。
于一具体实施例中，上述混拌机构5包含有该混拌容器51与配料单元52；其中，该该配料单元52由分别配合一进料阀521的一氧化钙供给部522、一碳酸钙供给部523、及一高铝钙粉煤灰供给部524所构成，可提供氧化钙、碳酸钙及高铝钙粉煤灰至该混拌容器51中。
本装置用于处理一待处理分离的大修渣灰8，该大修渣灰具有多数铝灰（耐火材料）与多数碳棒。当本创作于运用时，是利用该水洗分离机构1提供该水填入该比重过滤槽11内，将该待处理大修渣灰8置入该比重过滤槽11内置放浸泡，使该待处理大修渣灰软化且将大修渣灰内的碳棒和铝灰析出，藉以使比重较大的铝灰向下沉淀于该比重过滤单元12下层、使比重较小的碳棒向上浮于该比重过滤单元12上层，且该比重过滤槽11中设有一出水口（图中未示），可将该比重过滤单元12上层的碳棒排出交付回收，而沉淀于该比重过滤单元12下层的铝灰则将其抽出。并且，该比重过滤槽11所排出的碳棒经过与水分离，该水可抽送回该比重过滤槽11中重复循环使用，而沉淀的铝灰被抽出至该烘干机构2以300℃的温度进行烘干处理，形成铝灰块体。
将烘干后该铝灰块体输送至该粗筛破碎机构3中，对该铝灰块体先粗筛分选出粗块状铝灰块体，再将该粗块状铝灰块体进行破碎处理，以得到数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体，并将其传送至该筛选破碎机构4。该筛选破碎机构4以该多层筛网41对该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体进行粗细粒径筛选，通过由上而下的第一层筛网411控制筛选粒径小于20网目的铝颗粒，第二层筛网412控制筛选粒径20-80网目的铝细颗，及第三层筛网413控制筛选粒径介于80～400网目的微细铝灰，藉以分层筛滤出粒径由上而下递减的铝颗粒、铝细颗及微细铝灰，再由该圆形滚筒破碎机42将通过该第二层筛网412筛选的铝细颗予以破碎成铝金属片状。其中，将通过该第一、二层筛网411、412的铝颗粒与铝金属片状输送至该双室炉机构7的第一熔炉71中进行熔解成为铝锭产品。
该第三层筛网413以密闭旋风循环方式将粒径介于80～400网目的微细铝灰输送至该混拌机构5，于该混拌机构5的混拌容器51内将筛选后的微细铝灰与选自于氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种混合进行混拌均匀成一物料，并将混拌均匀后的物料送入该挤压造粒机构6，进行加压50～100吨压力的挤压处理而造粒成球状或块状粒径介于2～100 mm的钢渣材料，再输送至该双室炉机构7的第二熔炉72中以1000～1450℃进行烧结，以形成为钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料。
综上所述，本发明的一种大修渣灰回收方法，可有效改善现有技术的种种缺点，可使大修渣铝灰中的碳棒经水洗分离即能与铝灰有效分离且回收，无需后续加工，并使铝灰作为钢铁厂钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料的制作原料，成本便宜，效果好，废料可以完全应用，达到零废弃物目标，实现资源循环再生再利用，进而使本发明的产生能更进步、更实用、更符合使用者所须，确已符合发明专利申请的要件，依法提出专利申请。
但以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围。因此，凡依本发明申请专利范围及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种大修渣灰回收方法，其特征在于，该方法至少包含下列步骤：
步骤一：提供一待处理分离的大修渣灰，该大修渣灰包含铝灰与碳棒；
步骤二：将该大修渣灰输入至一水洗分离机构中，于该大修渣灰中持续加水予以混合，利用比重差异而分别将大修渣灰中的碳棒及铝灰从该水洗分离机构中排出，并将铝灰传送至与该水洗分离机构连通设置的烘干机构；
步骤三：利用该烘干机构将分离后的铝灰进行烘干处理形成铝灰块体，并将该铝灰块体传送至与该烘干机构连通设置的粗筛破碎机构；
步骤四：利用该粗筛破碎机构对该铝灰块体先粗筛分选出粗块状铝灰块体，再将该粗块状铝灰块体进行破碎处理，得到数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体，并将该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体传送至一与该粗筛破碎机构连通设置的筛选破碎机构；
步骤五：该筛选破碎机构以多层筛网对该数种粒径尺寸范围的破碎状铝灰块体进行粗细粒径筛选，通过由上而下的第一层筛网控制筛选粒径小于20网目的铝颗粒，第二层筛网控制筛选粒径介于20-80网目的铝细颗，及第三层筛网控制筛选粒径介于80～400网目的微细铝灰，藉以分层筛滤出粒径由上而下递减的铝颗粒、铝细颗及微细铝灰，再将该铝细颗破碎成铝金属片状，并将该铝金属片状与该铝颗粒输送至与该筛选破碎机构连通设置的双室炉机构，同时将该微细铝灰输送至与该筛选破碎机构连通设置的混拌机构；
步骤六：该混拌机构于一混拌容器中，通过与该混拌容器连接的配料单元，于该微细铝灰中加入氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种混拌成一物料，并将该物料传送至与该混拌机构连通设置的挤压造粒机构；
步骤七：利用该挤压造粒机构对该混拌均匀的物料进行加压50～100吨压力的挤压处理而造粒成粒径介于2～100mm的钢渣材料，并将该钢渣材料传送至与该挤压造粒机构连通设置的双室炉机构；以及
步骤八：该双室炉机构包含与该筛选破碎机构连通的第一熔炉、及与该挤压造粒机构连通的第二熔炉，利用该第一熔炉将输入的铝颗粒与铝金属片状进行熔解，形成铝锭产品，并用该第二熔炉将输入的钢渣材料进行烧结，形成钢渣精炼剂、化渣剂、氧化铝耐火材料。
2.如权利要求1所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述步骤二的水洗分离机构包括比重过滤槽及比重过滤单元，该比重过滤单元设置于该比重过滤槽中，该大修渣灰在该比重过滤槽内置放浸泡，软化后大修渣灰中的碳棒及铝灰被析出，比重较大的铝灰向下沉淀于该比重过滤单元下层、比重较小的碳棒向上浮于该比重过滤单元上层。
3.如权利要求2所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述比重过滤槽设有出水口，将该比重过滤单元上层的碳棒排出，沉淀于该比重过滤单元下层的铝灰抽出，且该比重过滤槽所排出的碳棒经过与水分离，该水可抽送回该比重过滤槽中重复循环使用。
4.如权利要求2所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述比重过滤单元为滤网。
5.如权利要求1所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述步骤三的烘干机构以240-360℃的温度对该分离后铝灰进行烘干处理。
6.如权利要求1所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述步骤五的筛选破碎机构以一圆形滚筒破碎机将通过该多层滤网中该第二层筛网筛选的铝细颗再次破碎成该铝金属片状。
7.如权利要求1所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述步骤五的筛选破碎机构的第三层筛网为旋风分离机，能以密闭旋风循环方式将通过该第三层筛网后的粒径介于80～400网目的微细铝灰输送至该混拌机构。
8.如权利要求1所述的大修渣灰回收方法，其特征在于，所述步骤六的配料单元由分别配合一进料阀的氧化钙供给部、碳酸钙供给部、及高铝钙粉煤灰供给部所构成，以提供氧化钙、碳酸钙或高铝钙粉煤灰中的至少一种与该微细铝灰进行混拌。
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