CN220387440U - 一种铝灰处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电解铝固废处理技术领域，具体是一种铝灰处理设备，包括储水罐，储水罐连通有将二次铝灰与水混合桨化的一级再桨槽，一级再桨槽连通有输送泵，输送泵远离一级再桨槽的一端连通水解反应釜，水解反应釜连通有一级压滤机，一级压滤机的出液口连通有蒸发装置，蒸发装置设置有排除水蒸气的蒸汽口，蒸汽口与储水罐共同连通有利用水蒸气为储水罐内的冷水加温的热交换装置。相比起现有技术，本专利通过设置热交换装置，解决了技术存在的余热未进行有效回收利用造成的生产过程中能源浪费的技术问题。

Description

一种铝灰处理设备

技术领域

本实用新型涉及电解铝固废处理技术领域，具体是一种铝灰处理设备。

背景技术

铝灰是铝熔铸过程的产物。根据铝熔铸所用原料和生产目的的不同,铝灰的组成和含量会有较大区别。根据来源不同，铝灰可分为两种：一种是一次铝灰，在电解原铝及铸造等过程中产生，主要成分为金属铝单质和氧化铝、氮化铝；另一种是二次铝灰，二次铝灰是采用炒灰、研磨筛分或压榨等方法回收一次铝灰中的金属铝，剩余灰渣冷却后进一步细磨筛分出铝颗粒，最后得到的细灰。二次铝灰是一种危险废物，里面含有大量氟化物、氰化物、碳化铝、氮化铝等有毒有害物质。

现有市场处铝灰的方法主要为：其一，火法回收金属铝；其二，湿法回收铝化合物。火法通常只能回收铝灰中的金属铝，湿法通过与铝灰中金属铝、氧化铝、碳化铝和氮化铝等物质发生化学反应，回收铝灰中金属铝和铝的化合物，因此，相比起火法回收金属铝，湿法回收铝化合物的应用范围更广。

湿法中最常使用的是水解法，采用纯水或稀酸稀碱与铝灰进行反应，处理铝灰量大，能迅速将铝灰从危险固体废弃物处理为一般固体废弃物，然后又将固体废弃物经过多次洗涤后得到高铝物，高铝物可回收利用，如中国发明专利“一种铝灰中氮化铝的深度水解方法”(申请号CN201810074432.5，公开日期20210202)就是利用水解法处理二次铝灰的典型案例，现有技术中提到“将步骤4)水解后的料浆进行脱水过滤进，得到滤饼和滤液；将步骤5)得到滤液循环富集后蒸发回收工业盐。”由此可知，在该水解处理铝灰的方法中，涉及到对滤液的蒸发浓缩，通常滤液的蒸发浓缩过程产生的高温水蒸气是直接排放，此过程造成大量的热能浪费，而实际水解法处理铝灰的过程中，热水解过程又需要对反应物进行加热，此过程又需要消耗一定的热能。但是现有的操作方法中并不涉及将水解法处理铝灰过程中逸散的热量进行回收利用，导致整个处理过程耗能较大，增加了铝灰处理成本。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种铝灰处理设备，主要用于解决现有技术存在的余热未进行有效回收利用造成的生产过程中能源浪费的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种铝灰处理设备，包括储水罐，储水罐连通有将二次铝灰与水混合桨化的一级再桨槽，一级再桨槽连通有输送泵，输送泵远离一级再桨槽的一端连通水解反应釜，水解反应釜连通有一级压滤机，一级压滤机的出液口连通有蒸发装置，蒸发装置设置有排除水蒸气的蒸汽口，蒸汽口与储水罐共同连通有利用水蒸气为储水罐内的冷水加温的热交换装置。

本实用新型的工作原理及有益效果：

1.工作原理：参照图1以及具体实施方式中二次铝灰的处理流程，研磨筛分回收一次铝灰中的金属铝后，剩余的细灰为二次铝灰，将二次铝灰与水共同通入一级再桨槽打浆后泵入水解反应釜中，水解反应釜加热料浆使其进行热水解反应，热水解反应后的料浆共同排入一级压滤机中进行固液分离，分离的液体由出液口排出至蒸发装置，蒸发装置对液体进行蒸馏结晶，蒸馏过程中产生的水蒸气通入热交换装置，且储水罐内的冷水也通入热交换装置，水蒸气与冷水在热交换装置中进行热交换，水蒸气为冷水加温，减少后续水解反应釜为料浆加温所耗费的热量。

2.有益效果：现有技术涉及诸多加热以及释放余热的操作步骤，而现有技术并未针对释放的余热进行有效回收利用，造成能量上的损耗。本专利通过设置热交换装置，将水解后的料浆进行脱水过滤得到的滤液蒸发得到的水蒸气收集，并利用水蒸气产生的热量为储水罐内的水进行加温，减少了后续水解反应釜加热料浆所耗费的热能，解决了现有技术存在的余热未进行有效回收利用造成的生产过程中能源浪费的技术问题。

优选的，所述热交换装置包括壳体，壳体上方开口并与蒸发装置的蒸汽口连通，壳体下方开设有出水口，出水口安装有通气不通水的疏水阀，所述疏水阀的出水端与储水罐内部连通。水蒸气在壳体内积累后，与壳体内的空气进行热交换，从而产生冷凝水，冷凝水被收集至壳体中后，通过疏水阀又导入到储水罐内部，达到了节约水资源的技术效果。

优选的，所述储水罐内安装有循环水泵，循环水泵出水端连通有循环水管，循环水管远离循环水泵的一端连通储水罐内部，循环水管中段位于储水罐外并伸入壳体内部，循环水管与壳体密封连接。循环水泵将储水罐内的水不断抽出至循环水管内，并在壳体内与水蒸气进行热交换，一方面，循环水管内的冷水加速了壳体内的水蒸气冷凝速度，另一方面，壳体内的水蒸气为循环水管中的冷水加温，使得储水罐内的水温总体上升，减少后续水解反应釜加热料浆所损耗的能量。

优选的，所述循环水管中段多处弯折，盘踞在壳体内部。循环水管弯折盘踞在壳体内，可以增加冷水与水蒸气的热交换面积。

优选的，所述壳体侧壁固定有卡爪，循环水管通过卡爪与壳体侧壁可拆卸连接。设置卡爪，使得循环水管更为稳定的固定在壳体内部。

优选的，所述壳体侧壁上安装有压力出气阀。当壳体内的水蒸气来不及冷凝，而使得壳体内的压力越来越大，当压力过大，则通过压力出气阀释放壳体内的压力。

优选的，所述一级压滤机出料端连通有二级再桨槽，二级再桨槽连通有清水水源，二级再桨槽连通二级压滤机，二级压滤机出料端连通有烘干机。一级压滤机将水解后的料浆固液分离后，将固体物料排入二级再桨槽内，并向二级再桨槽内通入清水，对固体物料进行一次洗涤，洗涤完毕后又通入二级压滤机再次进行固液分离，分离后的固渣通入烘干机，烘干为高铝物。

优选的，所述二级压滤机的出水端连通储水罐。二级压滤机将料浆固液分离后，分离的液体通入储水罐中储存，为铝灰的热水解备用。

优选的，所述蒸发装置出料端连通有离心机。将水解后的料浆离心分离后得到的滤液进行蒸发浓缩处理，蒸发凝缩后的物料冷却后产生结晶，并将混合有液体的结晶通入离心机进行固液分离，得到的固体可以二次投入工业中使用。

附图说明

图1为本实用新型专利的一种铝灰处理设备的结构示意图；

图2为本实用新型专利的一种铝灰处理设备的储水罐与热交换装置正视图；

图3为本实用新型专利的一种铝灰处理设备的储水罐与热交换装置正视剖面图；

图4为本实用新型专利的一种铝灰处理设备的图3的A-A剖面图。

说明书附图中的附图标记包括：球磨机1、一级再桨槽2、水解反应釜3、尾气吸收装置31、一级压滤机4、二级再桨槽5、清水水源51、二级压滤机6、烘干机7、储水罐8、循环水泵81、循环水管82、热交换装置9、壳体91、卡爪92、疏水阀93、压力出气阀94、蒸发装置10、离心机11。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，储水罐8与地面螺栓连接，储水罐8侧壁通过导管连通有将二次铝灰与水混合桨化的一级再桨槽2，一级再桨槽2连通有输送泵，输送泵远离一级再桨槽2的一端连通水解反应釜3，水解反应釜3连通有一级压滤机4，一级压滤机4的出液口连通有蒸发装置10，所述蒸发装置10出料端连通有离心机11，蒸发装置10设置有排除水蒸气的蒸汽口，蒸汽口与储水罐8共同连通有利用水蒸气为储水罐8内的冷水加温的热交换装置9，所述一级压滤机4出料端连通有二级再桨槽5，二级再桨槽5连通有清水水源51，同时二级再桨槽5连通二级压滤机6，所述二级压滤机6的出水端连通储水罐8，二级压滤机6出料端连通有烘干机7。

在上述的整个铝灰处理装置中，所述热交换装置9的具体结构如图2-图4所示：热交换装置9包括壳体91，壳体91上方开口并与蒸发装置10的蒸汽口连通，壳体91放下设有出水口，出水口安装有通气不通水的疏水阀93，所述疏水阀93出水端与储水罐8内部连通，将冷凝水排入储水罐8内；所述储水罐8内安装有循环水泵81，循环水泵81出水端连通有循环水管82，循环水管82远离循环水泵81的一端连通储水罐8内部，循环水管82中段位于储水罐8外并伸入壳体91内部，且循环水管82与壳体91密封连接，避免壳体91中的水蒸气外漏。所述循环水管82中段多处弯折，盘踞在壳体91内部，增大循环水管82与水蒸气的换热面积。

所述壳体91侧壁粘接有卡爪92，卡爪92为塑料材质，卡爪92具有两个相对设置的且可弹性形变的夹持臂，循环水管82管体靠近卡爪92处卡入两个夹持臂之间，从而卡接在壳体91内壁。所述壳体91侧壁上安装有压力出气阀94。

由上述可知，本实施例的具体实施方式如下：

一次铝灰通过球磨机1进行研磨后筛分，筛分出的铝颗粒进行回收利用，剩余的细灰为二次铝灰。将二次铝灰通入一级再桨槽2内，并将储水罐8中的水通入一级再桨槽2与铝灰混合打浆，通过输送泵将料浆输送至水解反应釜3内，按比例泵入一定量的铝灰处理母液，加入定量的水解促进剂、表面活性剂，密闭反应釜进行升温热水解，过程进行温度及压力的调控，搅拌促使二次铝灰充分反应，反应产生的废气由尾气吸收装置31吸收处理，待反应结束后出料至一级压滤机4中进行固液分离；

固液分离后的滤液通入蒸发装置10内进行蒸发浓缩，蒸发浓缩过程中产生的水蒸气通入壳体91内储存，并与壳体91内的空气以及循环水管82内循环流动的水体进行热交换，一方面，循环水管82内的冷水加速了壳体91内的水蒸气冷凝速度，另一方面，壳体91内的水蒸气为循环水管82中的冷水加温，使得储水罐8内的水温总体上升，减少后续水解反应釜3加热料浆所损耗的能量。壳体91内部冷凝的水通过积累一定程度后通过疏水阀93排出至储水罐8内储存。

固液分离后的固渣通入二级再桨槽5内，并与清水混合清洗，混合后的料浆通入二级压滤机6中固液分离，分离的固渣通入烘干机7烘干为高铝物，分离的滤液通入储水罐8储存，为铝灰的热水解反应备用。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (9)

1.一种铝灰处理设备，其特征在于：包括储水罐，储水罐连通有将二次铝灰与水混合桨化的一级再桨槽，一级再桨槽连通有输送泵，输送泵远离一级再桨槽的一端连通水解反应釜，水解反应釜连通有一级压滤机，一级压滤机的出液口连通有蒸发装置，蒸发装置设置有排除水蒸气的蒸汽口，蒸汽口与储水罐共同连通有利用水蒸气为储水罐内的冷水加温的热交换装置。

2.根据权利要求1所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述热交换装置包括壳体，壳体上方开口并与蒸发装置的蒸汽口连通，壳体下方开设有出水口，出水口安装有通气不通水的疏水阀，所述疏水阀的出水端与储水罐内部连通。

3.根据权利要求2所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述储水罐内安装有循环水泵，循环水泵出水端连通有循环水管，循环水管远离循环水泵的一端连通储水罐内部，循环水管中段位于储水罐外并伸入壳体内部，循环水管与壳体密封连接。

4.根据权利要求3所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述循环水管中段多处弯折，盘踞在壳体内部。

5.根据权利要求4所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述壳体侧壁固定有卡爪，循环水管通过卡爪与壳体侧壁可拆卸连接。

6.根据权利要求2所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述壳体侧壁上安装有压力出气阀。

7.根据权利要求1所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述一级压滤机出料端连通有二级再桨槽，二级再桨槽连通有清水水源，二级再桨槽连通二级压滤机，二级压滤机出料端连通有烘干机。

8.根据权利要求7所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述二级压滤机的出水端连通储水罐。

9.根据权利要求1所述的一种铝灰处理设备，其特征在于：所述蒸发装置出料端连通有离心机。