CN203728939U - 铝灰资源化处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝灰资源化处理系统，旨在解决现有技术中铝灰回收率低、操作不便易污染环境的技术问题。该系统包括铝灰分离单元、配料单元、成型单元和烘焙单元，所述配料单元包括低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓，所述铝灰分离单元包括热铝灰分离机和送料机构，所述热铝灰分离机的排灰口通过所述送料机构与所述低铝铝灰料仓连通；所述成型单元包括上料机构、压制脱模机构和输送机构。本实用新型能够实现铝灰的一体化处理，简化铝灰的处理过程，操作简便、节能环保；能大幅减少废弃物排放，充分实现资源再生、循环利用，解决了铝灰的无害化处理难题。

Description

铝灰资源化处理系统

技术领域

本实用新型涉及电解铝生产过程中的固废处理技术领域，具体涉及一种铝灰资源化处理系统。

背景技术

电解铝属于重要的轻有色金属工业，铝作为重要的基础工业原材料，在国民经济中占据非常重要的地位。铝是通过霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解方法得到的，即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂，氧化铝为熔质组成多相电解质体系，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃～970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应。铝液在熔铸炉熔炼的时候会生成一种浮渣，主要来源于熔炼过程中漂浮于铝熔体表面的不熔夹杂物、添加剂以及与添加剂进行物理、化学反应产生的物质，呈松散的灰渣状，被称为铝灰。这一过程中产生的铝灰通常含有50%以上的金属铝，被称为高铝铝灰；高铝铝灰中不适合回收的部分以及回收过程中所产生铝渣称为低铝铝灰，低铝铝灰中金属铝的含量约占12%～20% 。铝灰虽然是一种浮渣，却对熔炼过程有着重要的作用，主要是吸附来自电解铝液中的氧化铝、氟化盐等杂质，同时铝灰还能起到保护铝熔体，防止铝氧化等作用。但过厚的铝灰会阻碍热的传导，不利于熔炼，所以，熔炼时铝灰要从熔炉定时地扒出。

每生产和铸造一吨铝，大约产生20～30kg的铝灰，2013年我国原铝产量达2000万吨，约占全球总产量的45%，产生铝灰排放量约20万吨。将金属铝从铝灰中提取出来，能够实现铝灰的资源化回收利用，减少环境污染。目前常用的从铝灰中提取金属铝的方法主要有压榨法、回转炉法、冷灰粉碎分离法、人工炒灰等，这些方法能够将铝灰中一部分金属铝回收，但是回收率较低、金属铝浪费大，且其剩余的铝灰还要经过其他方法进行处理，整个处理过程时间长、工艺复杂，需要大量人工，对环境也有一定的破坏性影响。因此，研究一种高效、节能、环保的铝灰资源化处理工艺是极有必要的。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种操作简便、节能环保且铝灰回收利用率高的铝灰资源化处理系统。

为解决上述技术问题，本实用新型铝灰资源化处理系统包括铝灰分离单元、配料单元、成型单元和烘焙单元，所述配料单元包括低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓，在所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓上均设置有称重装置和放料阀，所述低铝铝灰料仓和粘结剂料仓的出料口分别与所述搅拌料仓的进料口对应连通，在所述搅拌料仓内设置有搅拌装置；

所述铝灰分离单元包括热铝灰分离机和送料机构，所述热铝灰分离机的排灰口通过所述送料机构与所述低铝铝灰料仓连通；

所述成型单元包括上料机构、压制脱模机构和输送机构，所述上料机构的进料端与所述搅拌料仓的出料口对应连通、出料端与所述压制脱模机构的进料口对应连通，所述压制脱模机构通过所述输送机构与所述烘焙单元对应相连。

优选的，该铝灰资源化处理系统还包括除尘单元，所述除尘单元包括除尘器、引风机和放料螺旋，在所述热铝灰分离机、低铝铝灰料仓、粘结剂料仓、搅拌料仓和压制脱模机构的上方分别设有吸尘罩，所述除尘器的吸尘管路分别与所述吸尘罩相连接，所述引风机设置于所述除尘器的净气出口处，所述放料螺旋设置于所述除尘器的粉尘排放口。

优选的，所述除尘器为低压脉冲长袋除尘器。

优选的，所述烘焙单元为烘焙炉。

优选的，所述铝灰资源化处理系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入端分别与所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓上的称重装置相连接，其输出端分别与所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓的放料阀相连接。

采用上述铝灰资源化处理系统的有益效果在于，能够实现铝灰的一体化处理，简化铝灰的处理过程，操作简便、节能环保；生产过程清洁，不产生废水、废气、废渣等二次污染物，解决了铝灰的无害化处理难题；由低铝铝灰制造的阳极钢爪保护环返回电解槽使用时，不仅有利于延长阳极钢爪的更换周期，同时可以减少电解槽的氧化铝用量；能够实现资源的循环利用，让低铝铝灰“变废为宝”，进一步降低电解铝产业的生产成本。

附图说明

图1是本实用新型铝灰资源化处理系统的示意图。

其中，1为低铝铝灰料仓；2为粘结剂料仓；3为搅拌料仓；4为热铝灰分离机；5为上料机构；6为压制脱模机构；7为输送机构；8为除尘器；9为引风机；10为放料螺旋；11为烘焙炉。

具体实施方式

下面的实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种铝灰资源化处理系统，如图1所示，包括铝灰分离单元、配料单元、成型单元和烘焙单元，所述配料单元包括低铝铝灰料仓1、粘结剂料仓2和搅拌料仓3，所述低铝铝灰料仓1、粘结剂料仓2和搅拌料仓3上均设置有称重装置和放料阀，所述低铝铝灰料仓1和粘结剂料仓2的出料口分别与所述搅拌料仓3的进料口对应连通，在所述搅拌料仓3内设置有搅拌装置；所述铝灰分离单元包括热铝灰分离机4和送料机构，所述热铝灰分离机4的排灰口通过所述送料机构与所述低铝铝灰料仓1相连通；所述成型单元包括上料机构5、压制脱模机构6和输送机构7，所述上料机构5的进料端与所述搅拌料仓3的出料口对应连通、出料端与所述压制脱模机构6的进料口对应连通，所述压制脱模机构6通过所述输送机构7与所述烘焙单元对应相连。

该系统还包括除尘单元，所述除尘单元包括除尘器8、引风机9和放料螺旋10，在所述热铝灰分离机4、低铝铝灰料仓1、粘结剂料仓2、搅拌料仓3和压制脱模机构6的上方分别设有吸尘罩，所述除尘器8的吸尘管路分别与所述吸尘罩相连接，所述引风机9设置于所述除尘器8的净气出口处，所述放料螺旋10设置于所述除尘器8的粉尘排放口。所述除尘器8为低压脉冲长袋除尘器。所述烘焙单元为烘焙炉11。

所述铝灰资源化处理系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入端分别与所述低铝铝灰料仓1、粘结剂料仓2和搅拌料仓3上的称重装置相连接，该称重装置为电子计量衡器；所述PLC控制器的输出端分别与所述低铝铝灰料仓1、粘结剂料仓2和搅拌料仓3的放料阀相连接。采用该PLC控制器可以实现低铝铝灰和粘结剂的自动配比、自动放料和搅拌，有利于简化操作过程、减少劳动强度。

本实用新型铝灰资源化处理系统的工作方式如下：从熔铸炉中清理出的热铝灰首先送入热铝灰分离机4中，热铝灰分离机内有可调节高度的搅拌装置，经搅拌夹杂的金属铝逐渐沉向容器底部形成熔池，低铝铝灰则留在熔池上部，在搅拌的作用下，低铝铝灰从容器上部的出灰孔排出，铝液从容器底部的放料孔排出直接浇铸成铝锭。排出的低铝铝灰通过送料机构进入低铝铝灰料仓1，低铝铝灰与粘结剂按一定比例放料，进入搅拌料仓3进行混合搅拌，混合后的物料通过上料机构5输送至压制脱模机构6中，按相应的阳极钢爪保护环的规格要求将该物料进行压制，并自动脱模，得到压制成型的阳极钢爪保护环坯料，该坯料经由输送机构7输送至烘焙单元的烘焙炉11内进行烘干，最终得到成品阳极钢爪保护环。所述烘焙单元的升温速率如下表1所示。

在系统工作过程中开启除尘器，通过设置在所述热铝灰分离机、低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓上方的吸尘罩，能够及时的将系统工作过程中产生的灰尘收集到除尘器中，除尘器将净化后的气体排放出去，收集的粉尘被回收利用，避免产生废气和粉尘污染，也能保持清洁的生产环境。

实施例2：一种采用该铝灰资源化处理系统的方法，包括下列步骤：

（1）将从熔铸炉中清理出的热铝灰加入到所述热铝灰分离机中，得到分离出的金属铝和低铝铝灰，所得的低铝铝灰输送至所述低铝铝灰料仓；

（2）开启所述低铝铝灰料仓与所述粘结剂料仓的放料阀，将低铝铝灰与粘结剂按10:1的质量比加入到所述搅拌料仓内，混合搅拌均匀；所述粘结剂由硬脂酸铝、高锰水泥和生石灰组成，其中各组分所占质量百分比为：硬脂酸铝40%、高锰水泥40%、生石灰20%；

（3）启动所述上料机构，将步骤（2）所得的混合物料输送至所述成型单元的压制脱模机构中，压制成阳极钢爪保护环坯料并脱模；

（4）将步骤（3）所得的阳极钢爪保护环坯料输送至烘焙单元烧结定型，得到成品阳极钢爪保护环，其中烘焙单元的升温过程如下：20℃～100℃的升温速率为3.2℃/h；100℃～200℃的升温速率为4℃/h；200℃～350℃的升温速率为7.5℃/h；350℃～550℃的升温速率为13.3℃/h；550℃～850℃的升温速率为20℃/h。

实施例3：与实施例2的不同之处在于：步骤（2）中低铝铝灰与粘结剂按10:2的质量比混合；粘结剂各组分所占质量百分比为：硬脂酸铝32%、高锰水泥45%、生石灰23%。

实施例4：与实施例2的不同之处在于：步骤（2）中低铝铝灰与粘结剂按10:1.5的质量比混合；粘结剂各组分所占质量百分比为：硬脂酸铝38%、高锰水泥37%、生石灰25%。

采用本实用新型铝灰资源化处理系统对铝灰进行资源化回收利用，高达80%±10%的金属铝都会被提取出来，这些金属铝可以直接回炉使用。相比其他设备，大大提高了金属铝的提取率。用低铝铝灰制作阳极保护环，对阳极钢爪进行保护，既可以达到减缓钢爪腐蚀，又可以达到降低固体废物排放、变废为宝的目的；釆用该铝灰制作的阳极保护环后，不用捡拾碎块，阳极保护环可破碎后随覆盖料进入电解流程，其保护效果要优于碳素保护环，经济性方面也优于碳素保护环，是碳素保护环的理想替代产品。

以上实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (5)

1.一种铝灰资源化处理系统，其特征在于，包括铝灰分离单元、配料单元、成型单元和烘焙单元，

所述配料单元包括低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓，在所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓上均设置有称重装置和放料阀，所述低铝铝灰料仓和粘结剂料仓的出料口分别与所述搅拌料仓的进料口对应连通，在所述搅拌料仓内设置有搅拌装置；

所述铝灰分离单元包括热铝灰分离机和送料机构，所述热铝灰分离机的排灰口通过所述送料机构与所述低铝铝灰料仓连通；

所述成型单元包括上料机构、压制脱模机构和输送机构，所述上料机构的进料端与所述搅拌料仓的出料口对应连通、出料端与所述压制脱模机构的进料口对应连通，所述压制脱模机构通过所述输送机构与所述烘焙单元对应相连。

2.根据权利要求1所述的铝灰资源化处理系统，其特征在于，该系统还包括除尘单元，所述除尘单元包括除尘器、引风机和放料螺旋，在所述热铝灰分离机、低铝铝灰料仓、粘结剂料仓、搅拌料仓和压制脱模机构的上方分别设有吸尘罩，所述除尘器的吸尘管路分别与所述吸尘罩相连接，所述引风机设置于所述除尘器的净气出口处，所述放料螺旋设置于所述除尘器的粉尘排放口。

3.根据权利要求2所述的铝灰资源化处理系统，其特征在于，所述除尘器为低压脉冲长袋除尘器。

4.根据权利要求1所述的铝灰资源化处理系统，其特征在于，所述烘焙单元为烘焙炉。

5.根据权利要求1所述的铝灰资源化处理系统，其特征在于，所述铝灰资源化处理系统还包括PLC控制器，所述PLC控制器的输入端分别与所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓上的称重装置相连接，其输出端分别与所述低铝铝灰料仓、粘结剂料仓和搅拌料仓的放料阀相连接。