CN216679517U - 一种铝电解炭渣热法处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解炭渣热法处理设备，包括依次连接的料斗、破碎机、斗提机及料仓，还包括回转炉，该回转炉与所述料仓相连通；燃烧加热装置，该燃烧加热装置对应连通所述回转炉；所述回转炉包括炉体及驱动炉体转动的驱动机构；所述燃烧加热装置包括燃烧机构及用于驱动所述燃烧机构进行伸缩及旋转作业的伸缩旋转机构，所述伸缩旋转机构包括伸缩组件和旋转组件。本实用新型结构合理，操作简单，能够快速熔化炭渣，使电解质液化，是从快速的分离电解质与炭渣，使电解质回收再利用。

Description

一种铝电解炭渣热法处理设备

技术领域

本实用新型涉及铝电解技术领域，具体涉及一种铝电解炭渣热法处理设备。

背景技术

在电解铝生产过程中，由于阳极碳素体未完全参与反应、长期受电解质冲蚀和洗刷、质量不合格等种种原因会在电解槽内形成炭渣；而阴极碳素内衬及其他筑炉材料长期受钠、电解质和铝的侵蚀而吸收大量的含氟盐，同时侵蚀过程中产生的应力作用会使电解槽变形和内衬破损，电解槽在运行到一定寿命(6～8年)必须进行大修，大修时电解槽内衬就要更换，包括底部阴极碳块、耐火砖、保温砖和防渗材料和侧部碳化硅砖。因此在电解铝生产、铸造过程中和电解槽大修过程中，会产生大量的炭渣、铝灰、残阳极、废阴极炭块、废保温砖、废耐火材料和废阴极方钢等，这类物质统称为电解铝炭渣。而随着电解铝产量的增加，此类炭渣的量也在迅速增加。

目前，针对该类炭渣所采用的技术主要有：

（1）浮选技术；该技术存在的不足之处有：回收电解质纯度底，不能直接使用：回收的电解质中含碳约5%，并且夹杂有浮选剂。直接使用会造成微细碳粒及其它有机物质在电解质中燃烧，诱发阳极效应，不利于电解槽稳定运行。必须进行焙烧去碳和浮选剂后才能使用；其次浮选产生的废水氟含量超标，不能直接外排：浮选废水中氟含量约100mg/L，高于工业废水排放限值10mg/L，必须进行废水处理；最后，浮选技术电解质回收率较底，约为85%：浮选回收的碳粉中仍含有电解质约10%，废水中也含有一定量的电解质，所回收的碳粉由于电解质含量较高，也不能返回碳素系统使用，且浮选工艺复杂，成本较高；正是因为以上因素的制约，浮选法处理炭渣在国内只是停留在实验阶段，并没有在行业内推广开来。

（2）氧化焙烧技术：该是将含电解质的炭渣磨细后直接进行有氧焙烧，炭氧化变为二氧化碳后，回收炭渣中的电解质。该方法燃烧过程中产生的热能很难加以利用，经济性并不合算，且燃烧过程中产生大量的含氟气体对环境造成二次污染。

（3）酸解技术：先用无机酸将炭渣中的氟化盐转化为HF挥发，用碱性溶液吸收。但是酸解法处理成本高，污染大，废液难处理。还有部分企业采用常规熔炼炉加热熔化的方法，但炭渣成分比较复杂，在其高温侵蚀下，传统的浇注料一般使用寿命在一个月左右，内衬需经常大修，既影响电解质的品质，又大大降低了利用效率，因此现有技术需要进一步的改进。

鉴于上述炭渣处理技术所存在的缺点，目前采用较多的为热法处理处理技术，其是先将渣送至加热炉内，加热到一定程度后，人工进行搅拌。加热到一定温度，当炭与电解质基本分离后，排出下部液态的电解质进行回收利用。但这种处理方式同样也存在如下弊端：

1、设备自动化程度低、工人劳动强度大、燃气热效率低；

2、生产环境恶劣，粉尘浓度大；

3、产量小，不能统一处理烟气及剩余炭渣，严重污染环境。

鉴于此，本实用新型通过现有铝电解炭渣热法处理技术进行优化改性，提出了一种铝电解炭渣热法处理设备，以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

为了更好解决上述现有技术中所存在的问题，本实用新型设计了一种铝电解炭渣热法处理设备，结构合理，操作简单，能够快速熔化炭渣，使电解质液化，是从快速的分离电解质与炭渣，使电解质回收再利用。

为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种铝电解炭渣热法处理设备，包括依次连接的料斗、破碎机、斗提机及料仓，还包括：

回转炉，该回转炉与所述料仓相连通；

燃烧加热装置，该燃烧加热装置对应连通所述回转炉。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述回转炉包括炉体及驱动炉体转动的驱动机构，所述炉体上设置有从动齿轮及两个或两个以上的辊圈，且每个辊圈由两个托轮支撑，而所述驱动机构包括驱动电机及连接在驱动电机输出端的主动齿轮，所述从动齿轮与所述主动齿轮齿合。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述炉体围设形成有用于炭渣处理的炉腔，并且在炉体底部开设有与炉腔连通的出料口，所述炉体一端开设有与炉腔连通的进口，并在进口处安装有炉门，所述炉门上分别开设有进料口与烧嘴口。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述进料口位于烧嘴口上方。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述燃烧加热装置包括燃烧机构及用于驱动所述燃烧机构进行伸缩及旋转作业的伸缩旋转机构，所述伸缩旋转机构包括伸缩组件和旋转组件。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述伸缩组件包括支撑板及固定于支撑板上的第一伸缩气缸，且所述支撑板的一端铰接于支撑架上，并且该第一伸缩气缸的伸缩端与燃烧机构连接；

所述旋转组件包括第二伸缩气缸，该第二伸缩气缸通过支撑座连接在支撑架上，且第二伸缩气缸的输出端铰接于支撑板。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述燃烧加热装置还包括用于向燃烧机构供应燃气的燃气输送管，该燃气输送管与燃烧机构连通；

以及用于向燃烧机构供应助燃空气的空气输送管，该空气输送管另一端与鼓风机连接。

作为本实用新型结构上的一种优化，所述燃烧机构包括：

燃气进口，该燃气进口与燃气输送管连通，燃气输送管内的燃气则可由燃气进口进入到燃烧机构内；

分配室，用于燃气与助燃空气的混合，所述燃气输送管的燃气及空气输送管的助燃空气进入到分配室，并分配室内进行混合；

空气进口，该空气进口与分配室连通，实现燃气与助燃空气在分配室混合；

喷火室，该喷火室与分配室连通，分配室内混合好的空燃混合气体进入到喷火室内，并经过打火后在喷火室内燃烧，燃烧形成的火焰喷入炉体内对炭渣进行加热作业。

安装座，设置于喷火室的底壁上，并且该安装座底部设置有滑块，并且支撑板上开设有与该滑块相适配的滑槽，并且第一伸缩气缸的伸缩端与该滑块连接；

点火机构，该点火机构与喷火室连通，用于引燃喷火室内的空燃混合气体；

检火机构，该检火机构与喷火室连通，对喷火室内的火焰信息进行检测。

另外，本实用新型还提供了上述铝电解炭渣热法处理系统进行炭渣处理的方法，包括如下步骤：

（1）先将炭渣放入料斗内，然后再送入到粉碎机内粉碎成颗粒状；

（2）将粉碎的炭渣通过斗提机送入到料仓内；

（3）将燃烧加热装置伸入到烧嘴口内，并点燃该燃烧加热装置，然后再打开电控阀，使料仓内的炭渣进入到回转炉，将燃烧加热装置喷出的火焰加热炭渣；

（4）炉体内分解后的电解质由出料口排出，碳粉经由出渣口排出。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型结构合理，操作简单，能够快速熔化炭渣，使电解质液化，是从快速的分离电解质与炭渣，使电解质回收再利用；

具体的，待处理炭渣由料仓进入到回转炉内，同时，通过旋转组件旋转燃烧机构，使燃烧机构的倾斜角度与烧嘴口一致，然后再驱动伸缩组件将燃烧机构进入到炉体内进行加热，这样燃烧机构喷出的火焰射入到回转炉内，用于加热进入到回转炉内的炭渣，并且回转炉转动，使电解质与炭渣快速的均匀加热，使电解质快速融化，加热后炭渣后的电解质与炭渣分离，从而达到回收电解质的目的。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型的铝电解炭渣热法处理系统的结构示意图；

图2为本实用新型的燃烧加热装置的结构示意图；

图3为本实用新型的燃烧机构的结构示意图；

图4为本实用新型的回转炉的结构示意图；

图5为本实用新型的回转炉的剖面图。

图中标记为：1、回转炉，11、炉体，12、从动齿轮，13、辊圈，14、托轮支撑，15、驱动电机，16、主动齿轮，17、炉腔，18、出料口，19、炉门，191、进料口，192、烧嘴口，2、料仓，21、出料管，22、电控阀，3、燃烧加热装置，31、燃烧机构，311、燃气进口，312、分配室，313、空气进口，314、喷火室，315、安装座，3151、滑块，316、点火机构，317、检火机构，32、伸缩组件，321、支撑板，322、第一伸缩气缸，33、旋转组件，331、第二伸缩气缸，332、支撑座，34、燃气输送管，35、空气输送管，36、鼓风机，37、支撑架，5、料斗，6、破碎机，7、斗提机，8、除尘器，9、烟气罩，91、烟道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“顶部”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电路连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种铝电解炭渣热法处理设备，如图1-5所示，其大体结构如下：

实施例1：请参阅图1，该铝电解炭渣热法处理系统包括回转炉1、与所述回转炉1对应连通的料仓2及与所述回转炉1对应连通设置的燃烧加热装置3，这样，待处理炭渣由料仓2进入到回转炉1内，同时，燃烧加热装置3喷出的火焰射入到回转炉1内，用于加热进入到回转炉1内的炭渣，加热后电解质与炭渣分离，从而达到回收电解质的目的。

实施例2：请参阅图4，上述回转炉1包括炉体11及驱动炉体11转动的驱动机构，所述炉体11上设置有从动齿轮12及两个或两个以上的辊圈13，并且每个辊圈13由两个托轮支撑14，而所述驱动机构包括驱动电机15及连接在驱动电机15输出端的主动齿轮16，所述从动齿轮12与所述主动齿轮16齿合，这样，启动驱动电机15，驱动电机15带动主动齿轮16旋转，进而带动与主动齿轮16齿合的从动齿轮12旋转，从而带动炉体11转动，这样，可使电解质和炭渣快速的均匀加热，使电解质快速熔化，同时使炭渣中的炭部分或全部被氧化成二氧化碳，产生的二氧化碳随烟气排出炉体11外，倒出液化的电解质，即可将电解质与炭渣分离，进而达到回收电解质的目的。

实施例3：请参阅图5，所述炉体11围设形成有用于炭渣处理的炉腔17，并且在炉体11底部开设有与炉腔17连通的出料口18，所述炉体11一端开设有与炉腔17连通的进口，并在进口处安装有炉门19，所述炉门19上分别开设有进料口191与烧嘴口192，作为优选的，所述进料口191位于烧嘴口192上方，能够实现待处理炭渣与燃烧加热装置3喷出的火焰得到更充分接触，达到更好的加热效果，这样，将料仓2的出料管21伸入到进料口191内，即可将待处理的炭渣投入到回转炉1，同样的，所述燃烧加热装置3喷出的火焰可由烧嘴口192射入回转炉1内。

实施例4：请参阅图1、图2和图3，上述燃烧加热装置3包括燃烧机构31及用于驱动所述燃烧机构31进行伸缩及旋转作业的伸缩旋转机构，具体的，所述伸缩旋转机构包括伸缩组件32和旋转组件33，其中，所述伸缩组件32包括支撑板321及固定于支撑板321上的第一伸缩气缸322，且所述支撑板321的一端铰接于支撑架37上，并且该第一伸缩气缸322的伸缩端与燃烧机构31连接，用于驱动燃烧机构31进行伸缩作业；

而所述旋转组件33包括第二伸缩气缸331，该第二伸缩气缸331通过支撑座332连接在支撑架37上，且第二伸缩气缸331的输出端铰接于支撑板321，这样，则可在第二伸缩气缸331作用下，支撑板321沿着铰接端旋转，进而带动支撑板321上的燃烧机构31随之旋转；

这样，通过伸缩旋转机构可调整燃烧机构31位置，即可根据炭渣热法处理的需要，调整燃烧机构31在炉腔17内位置，从而使电解质快速熔化，达到快速分离电解质与炭渣的目的；

另外，为了实现燃烧机构的燃烧加热作业，还设有用于向燃烧机构31供应燃气的燃气输送管34，该燃气输送管34与燃烧机构31连通，燃气通过燃气输送管34进入到燃烧机构31内，同样的，所述燃烧加热装置3还设置有用于向燃烧机构31供应助燃空气的空气输送管35，该空气输送管35另一端与鼓风机36连接，这样，燃气与助燃空气在燃烧机构31内混合，并通过点火机构点火后在燃烧机构31内燃烧，并通过伸缩旋转机构将燃烧机构31伸入到炉体11的烧嘴口192内，从而将燃烧机构31内喷出的火焰喷入到炉体11内，用于对炉体11内的炭渣进行加热处理。

燃烧机构31作为燃烧加热装置3的关键部件，其具体结构包括：

燃气进口311，该燃气进口311与燃气输送管34连通，这样，燃气输送管34内的燃气则可由燃气进口311进入到燃烧机构31内；

分配室312，用于燃气与助燃空气的混合，上述燃气输送管34的燃气及空气输送管35的助燃空气进入到分配室312，并分配室312内进行混合；

空气进口313，该空气进口313与分配室312连通，实现燃气与助燃空气在分配室312混合；

喷火室314，该喷火室314与分配室312连通，这样，分配室312内混合好的空燃混合气体进入到喷火室314内，并经过打火后在喷火室314内燃烧，燃烧形成的火焰喷入炉体11内对炭渣进行加热作业；

安装座315，设置于喷火室314的底壁上，并且该安装座315底部设置有滑块3151，并且支撑板321上开设有与该滑块3151相适配的滑槽（图中未示出），这样可实现滑块3151在滑槽内进行滑动的目的，并且第一伸缩气缸322的伸缩端与该滑块3151连接，这样，伸缩组件32在进行伸缩作业时，将会带动滑块3151在滑槽内滑动，进而带动燃烧机构31进行上下运动的目的；

点火机构316，该点火机构316与喷火室314连通，用于引燃喷火室314内的空燃混合气体；

另外，为了检测喷火室314内的火焰信息，该燃烧机构31还设置了检火机317，该检火机构317与喷火室314连通，从而实现对喷火室314内的火焰信息进行检测的目的。

工作原理，待处理炭渣由料仓2进入到回转炉1内，同时，通过旋转组件33旋转燃烧机构31，使燃烧机构31的倾斜角度与烧嘴口192一致，然后再驱动伸缩组件32将燃烧机构31进入到炉体11内进行加热，这样燃烧机构31喷出的火焰射入到回转炉1内，用于加热进入到回转炉1内的炭渣，加热后炭渣后的电解质与炭渣分离，从而达到回收电解质的目的；

除此之外，为了实现对炭渣进行初级处理，该铝电解炭渣热法处理系统还包括依次连接的料斗5、破碎机6及斗提机7，所述斗提机7的输出端伸入到料仓2内，这样，待处理的炭渣先进入到料斗5内，然后再由料斗5进入到破碎机6内进行破碎处理，破碎处理后的炭渣再在斗提机7的作用下进入料仓2内，然后再进入到回转炉1进行炭渣热法处理；

由于待处理炭渣在破碎时会产生大量的灰尘，为此，本实用新型在料斗5及破碎机6上方设置了除尘器8，用于吸收灰尘，改善生产环境；

同样的，在回转炉1上设置烟气罩9，用于处理炭渣热法过程中产生的烟气，避免污染环境；

另外，为了将处理后的烟气排出，在烟气罩9顶部设置有烟道91；

作为优选的，所述料仓2底部的出料管21上设置电控阀22，用于对出料管21进行控制；

为了实现本实用新型的铝电解炭渣热法处理系统的自动化水平，本实用新型还设置有控制器（图中未示出），该控制器与所述第一伸缩气缸322、第二伸缩气缸331、点火机构316及电控阀22电性连接，这样即可实现自动控制炭渣热法处理的目的，从而降低人工作业强度及生产成本。

另外，本实用新型还提供了上述铝电解炭渣热法处理系统进行炭渣处理的方法，包括如下步骤：

（1）先将炭渣放入料斗5内，然后再送入到粉碎机6内粉碎成颗粒状；

（2）将粉碎的炭渣通过斗提机7送入到料仓2内；

（3）将燃烧加热装置3伸入到烧嘴口192内，并点燃该燃烧加热装置3，然后再打开电控阀22，使料仓2内的炭渣进入到回转炉1，将燃烧加热装置3喷出的火焰加热炭渣；

（4）炉体11内分解后的电解质由出料口18排出，碳粉经由出渣口排出。

综上所述，本实用新型结构合理，操作简单，能够快速熔化炭渣，使电解质液化，是从快速的分离电解质与炭渣，使电解质回收再利用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝电解炭渣热法处理设备，包括依次连接的料斗、破碎机、斗提机及料仓，其特征在于，还包括：

回转炉，该回转炉与所述料仓相连通；

燃烧加热装置，该燃烧加热装置对应连通所述回转炉。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述回转炉包括炉体及驱动炉体转动的驱动机构，所述炉体上设置有从动齿轮及两个或两个以上的辊圈，且每个辊圈由两个托轮支撑，而所述驱动机构包括驱动电机及连接在驱动电机输出端的主动齿轮，所述从动齿轮与所述主动齿轮齿合。

3.根据权利要求2所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述炉体围设形成有用于炭渣处理的炉腔，并且在炉体底部开设有与炉腔连通的出料口，所述炉体一端开设有与炉腔连通的进口，并在进口处安装有炉门，所述炉门上分别开设有进料口与烧嘴口。

4.根据权利要求3所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述进料口位于烧嘴口上方。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述燃烧加热装置包括燃烧机构及用于驱动所述燃烧机构进行伸缩及旋转作业的伸缩旋转机构，所述伸缩旋转机构包括伸缩组件和旋转组件。

6.根据权利要求5所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述伸缩组件包括支撑板及固定于支撑板上的第一伸缩气缸，且所述支撑板的一端铰接于支撑架上，并且该第一伸缩气缸的伸缩端与燃烧机构连接；

所述旋转组件包括第二伸缩气缸，该第二伸缩气缸通过支撑座连接在支撑架上，且第二伸缩气缸的输出端铰接于支撑板。

7.根据权利要求6所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述燃烧加热装置还包括用于向燃烧机构供应燃气的燃气输送管，该燃气输送管与燃烧机构连通；

以及用于向燃烧机构供应助燃空气的空气输送管，该空气输送管另一端与鼓风机连接。

8.根据权利要求7所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，所述燃烧机构包括：

燃气进口，该燃气进口与燃气输送管连通，燃气输送管内的燃气则可由燃气进口进入到燃烧机构内；

分配室，用于燃气与助燃空气的混合，所述燃气输送管的燃气及空气输送管的助燃空气进入到分配室，并分配室内进行混合；

空气进口，该空气进口与分配室连通，实现燃气与助燃空气在分配室混合；

喷火室，该喷火室与分配室连通，分配室内混合好的空燃混合气体进入到喷火室内，并经过打火后在喷火室内燃烧，燃烧形成的火焰喷入炉体内对炭渣进行加热作业。

9.根据权利要求8所述的一种铝电解炭渣热法处理设备，其特征在于，安装座，设置于喷火室的底壁上，并且该安装座底部设置有滑块，并且支撑板上开设有与该滑块相适配的滑槽，并且第一伸缩气缸的伸缩端与该滑块连接；

点火机构，该点火机构与喷火室连通，用于引燃喷火室内的空燃混合气体；

检火机构，该检火机构与喷火室连通，对喷火室内的火焰信息进行检测。

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