CN212451666U - 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，包括焙烧炉、球磨机、粉末压块机，电解炉、配气装置、抽真空装置、清洗机以及干燥机；沿着物料流向依次设置焙烧炉、球磨机、粉末压块机、电解炉清洗机和干燥机，电解炉中设置电解池，电解炉中的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源；本实用新型有助于实现粉煤灰中金属资源的一步高效综合回收利用，能实现采用电解工艺对粉煤灰中金属资源回收利用，相比于现有技术，有助于降低回收过程产生的毒性及腐蚀性，同时能降低反应温度和能耗。

Description

一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统
技术领域
本实用新型属于粉煤灰资源化利用领域，具体涉及一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统。
背景技术
粉煤灰是煤中无机矿物质灼烧后的氧化物和硅酸盐矿物组成的混合物，是燃煤电厂产生的一种主要固体废弃物。随着发电量的增加，煤炭作为主体消耗能源将不可避免的导致粉煤灰的堆积量大量增加。粉煤灰的堆积将占据大量农田，造成土地资源的极大浪费，同时严重污染土壤及水体，所含的重金属元素也会对人体健康造成极大危害。因此，发展粉煤灰的无害化处理及资源化利用技术极为迫切。
目前针对粉煤灰的利用技术主要包括制造建筑材料(水泥、混凝土等)、合成多孔材料和提取金属等。粉煤灰直接用于制造建筑材料存在附加值低，所含有用元素并不能被充分利用的问题。利用粉煤灰合成的多孔材料如沸石、多孔水化硅酸钙等虽然在污染物处理及催化剂载体方面有一定应用，但总体用量较小。粉煤灰的主要成分为各种氧化物、未燃尽的碳和微量元素，氧化物主要由Al2O3、SiO2、Fe2O3、CaO、MgO和TiO2等组成，其中Al2O3和SiO2含量最高。金属元素Al、Si、Fe等在经济建设及日常生活中广泛使用，因此将粉煤灰中金属元素进行有效回收对于粉煤灰的高附加值利用具有重要意义。
目前对于粉煤灰中金属资源的回收利用研究主要集中在氧化铝的提取技术方面，主要有石灰石烧结法、碱熔法、酸溶法、酸碱联合法、硫酸铵法等工艺。上述工艺虽可实现铝资源的有效回收，但并未对所含其他金属资源如Si、Fe、Ti等进行充分回收利用。CN103526234公开了一种熔盐电解法处理粉煤灰回收Al、Si、Ti和Fe资源的系统，但所采用熔盐为氟化盐，具有较强的毒性和腐蚀性，此外，反应温度在900℃以上，导致反应能耗较高。因此，发展一种绿色低能耗的金属资源综合回收的系统对于加速粉煤灰的资源化利用具有重要意义。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，为降低熔盐电解综合回收粉煤灰的温度提供一种可操作的系统，辅助提高粉煤灰的资源化利用的效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是，一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，包括焙烧炉、球磨机、粉末压块机，电解炉、配气装置、抽真空装置、清洗机以及干燥机；沿着物料流向依次设置焙烧炉、球磨机、粉末压块机、电解炉清洗机和干燥机，电解炉中设置电解池，电解炉中的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源。
反应电源采用直流稳压电源，直流稳压电源的额定电压不超过30V。
抽真空装置包括至少一台真空泵，电解炉的炉壁开设出气口，真空泵的进气口连通电解炉的出气口。
清洗系统包括超声波清洗机和离心机，超声波清洗机和离心机沿物料流向设置。
干燥机采用真空干燥机。
电解池采用石墨坩埚或金属氧化物坩埚。
粉末压块机的额定压力不低于50MPa。
可溶阳极为Ca、Mg、Li或C，不可溶阳极为金属基或惰性阳极。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型有助于实现粉煤灰中金属资源的一步高效综合回收利用，本实用新型所采用系统简单，能实现对粉煤灰除碳、球磨颗粒细化以及压块的工艺，同时还能用于对所述压块在保护气氛下进行加热电解，进而有助于采用电解工艺对粉煤灰中金属资源回收利用，相比于现有技术，有助于降低回收过程产生的毒性及腐蚀性，同时能降低反应温度和能耗。
附图说明
图1为采用本实用新型所述系统的一种可实施工艺流程简图。
图2为一种可实施本实用新型系统示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本实用新型进行详细解释。
参考图2，一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，包括焙烧炉1、球磨机2、粉末压块机3，电解炉4、配气装置、抽真空装置、清洗机7以及干燥机9；沿着物料流向依次设置焙烧炉1、球磨机2、粉末压块机3、电解炉4、清洗系统和干燥机9，电解炉中设置电解池，电解炉中的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源。
电解池采用石墨坩埚或金属氧化物坩埚。
粉末压块机3的额定压力不低于50MPa；可溶阳极为Ca、Mg、Li或C，不可溶阳极为金属基或惰性阳极，当采用惰性阳极时，采用陶瓷基或金属基惰性阳极。
反应电源采用直流稳压电源，直流稳压电源的额定电压不超过30V。
抽真空装置包括至少一台真空泵6，电解炉4的炉壁开设出气口，真空泵6的进气口连通电解炉的出气口。
配气装置采用惰性气体存储罐，电解炉4开设气体入口，惰性气体存储罐的出口连通所述气体入口。
配气装置采用惰性气体存储罐，配气装置所输出气体为高纯氮气或高纯氩气；配气装置优选采用氩气罐5。
清洗系统包括超声波清洗机7和离心机8；离心机采用高速离心机，超声波清洗机7和高速离心机8沿物料流向设置。超声波清洗过程所采用清洗溶液为去离子水、无水乙醇、稀盐酸或稀硫酸。
干燥系统采用真空干燥机，防止所得产物进一步被氧化。
参考图1和图2采用本实用新型所述系统回收粉煤灰中的金属资源过程如下：称取一定量的粉煤灰放入高温电阻炉内在高温条件下进行焙烧，去除粉煤灰中的碳。将脱碳后的粉煤灰置于球磨罐中在转速为300rpm条件下进行球磨。随后称取1g粉煤灰粉末在0.1~50MPa的压力条件下进行阴极试片(直径为20mm)的压制成型。将压制成型的试片在温度为800℃空气气氛条件下烧结6h。用金属篮盛装阴极试片并用钼丝将其固定于阴极集流体钼棒。阳极为石墨棒(直径为20mm，长度为20 cm)。将500gCaCl2放入氧化铝坩埚中，并整体置于石墨坩埚中以防止漏液对炉膛的损伤，使用石墨坩埚可以消耗一定量的氧气，对反应器中的气氛进行控制。通过温度控制系统控制反应器内的温度升高到250 ℃并保温48h，对CaCl2进行烘干处理。将电解系统进行密封，打开真空抽气系统，对电解系统内部进行抽真空处理，以消除电解系统内部氧气，关闭真空阀，保持电解系统内部负压状态，打开配气系统，对电解系统补充惰性气体，反复3次，保持电解系统内部较好的惰性气氛。随后在氩气条件及冷却水的保护下，通过温度控制系统以4℃min-1的升温速率将反应器温度缓慢升高到850℃。
以石墨棒为阳极，泡沫镍为阴极，通过反应控制系统在2.5V恒压条件下对CaCl2熔盐进行12 h预电解以去除电解质中残留的杂质。待反应电流达到稳定后，将阴极泡沫镍从反应器顶部取出并换为反应所需的阴极试片。通过反应控制系统在3.0V槽压条件下对试片进行2h~48h电解后，将阴极试片分三段缓慢提出炉膛。整个反应过程均在高纯Ar气保护下进行。将反应产物转移至清洗系统，用去离子水和稀盐酸(0.1M)对试片进行反复浸泡，使用超声波清洗机去除产品中残留的熔盐，并对反应产物进行离心。将离心后的产物转移至干燥系统在80 ℃条件下真空干燥2 h，便可得到含有少量铁、钛元素的硅铝基合金。

Claims (8)

1.一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，包括焙烧炉（1）、球磨机（2）、粉末压块机（3），电解炉（4）、配气装置、抽真空装置、清洗机系统以及干燥机（9）；沿着物料流向依次设置焙烧炉（1）、球磨机（2）、粉末压块机（3）、电解炉（4）、清洗系统和干燥机（9），电解炉中设置电解池，电解炉中的热电偶设置在电解池外壁，电解炉连接抽真空装置和配气装置；电解炉中设置有气压计，电解炉的炉壁开孔通入反应阳极接线和反应阴极接线，反应阳极接线和反应阴极接线连接反应电源。
2.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，反应电源采用直流稳压电源，直流稳压电源的额定电压不超过30V。
3.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，抽真空装置包括至少一台真空泵（6），电解炉（4）的炉壁开设出气口，真空泵（6）的进气口连通电解炉（4）的出气口。
4.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，清洗系统包括超声波清洗机（7）和离心机（8），超声波清洗机（7）和离心机（8）沿物料流向设置。
5.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，干燥机（9）采用真空干燥机。
6.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，电解池采用石墨坩埚或金属氧化物坩埚。
7.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，粉末压块机（3）的额定压力不低于50MPa。
8.根据权利要求1所述的熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统，其特征在于，反应阳极为可溶阳极或不可溶阳极，可溶阳极为Ca、Mg、Li或C，不可溶阳极为金属基或陶瓷基惰性阳极。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850612A (zh) * 2020-08-26 2020-10-30 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统及方法
WO2022042632A1 (zh) * 2020-08-26 2022-03-03 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1936085B (zh) * 2006-09-19 2010-04-14 东北大学 一种低温熔盐电解制备铝及铝合金的方法
CN103526234B (zh) * 2013-10-18 2016-06-22 东北大学 熔盐电解法从粉煤灰中提取金属的方法
CN103789796A (zh) * 2014-02-19 2014-05-14 郭龙 一种粉煤灰资源利用方法
CN212451666U (zh) * 2020-08-26 2021-02-02 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111850612A (zh) * 2020-08-26 2020-10-30 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统及方法
WO2022042632A1 (zh) * 2020-08-26 2022-03-03 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统
CN111850612B (zh) * 2020-08-26 2023-08-22 华能国际电力股份有限公司 一种熔盐电解综合回收粉煤灰中金属资源的系统及方法

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