铝电解大修渣无害化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解大修渣无害化处理方法，包括以下步骤：⑴按重量比称取物料：大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂为1∶0.05～0.2∶0.1～0.5∶0.02～0.1；⑵调节剂、氧化剂、大修渣和部分固氟剂混匀，送入球磨机，加水研磨，同时浸出；⑶向步骤⑵浸出后的浆料加入余下固氟剂，进行反应；至浸出液中无机氟化物小于10mg/L，以CN计的氰化物小于0.5mg/L。本发明专利技术在大修渣破碎研磨过程即开始发生除氟、除氰反应，大大缩短了后续工艺的反应时间，减少了反应容器，而水作为助磨剂，不仅提高效率，还避免了大修渣破碎过程中的粉尘外泄，降低大气污染。

【技术实现步骤摘要】
铝电解大修渣无害化处理方法
本专利技术涉及铝电解废弃物处理
，尤其是一种铝电解大修渣无害化处理方法，是指铝电解大修过程中产生的大修废渣进行无害化处理的过程和工艺。
技术介绍
电解槽是铝电解生产的关键设备，由于碳素阴极对电解质熔盐的湿润性较好，阴极内衬不可避免地受到电解质、铝液等的浸蚀，氟化物熔盐会有一定程度地渗入内衬，使电解槽的内衬遭到破坏，故铝电解槽的寿命一般只有6～10年。因此电解槽在运行一定时间后，要进行电解槽内衬的大修、清理更换。其替换下来的废渣主要包括阴极碳块废料、阴极糊废料、耐火砖废料、保温砖废料等，通常称之为大修渣。这种大修渣对环境有很大的危害，主要是因为其中含有一定量的氟和氰，部分可溶氟和氰对土壤和地下水造成严重污染，因此，2016年8月1日开始施行的新的《国家危险废物名录》中，明确将电解过程中产生的大修渣列入了危险废物(321-023-48)。在危险废物鉴别浸出毒性标准中(GB5085.3)，规定浸出液中无机氟化物限值为100mg/L，浸出液中氰化物(以CN计)限值为5mg/L。不经过处理的含有氟化物与氰化物的电解槽大修渣属于危险废物，是国家明令禁止随意丢弃的。目前国内对大修渣的处理方式主要为以下几种：火法、湿法、堆存、填埋和送危废中心。其中，堆存和填埋并未实现无害化，现在国家已经不允许此种处理方式，而送危废处理中心费用高昂，并且大多没有无害化处理，同时加大企业生产成本。虽然火法和湿法均可以对大修渣进行无害化处理，但火法投资较大，目前并未实现工业化，湿法技术虽然比较成熟，但是处理工艺还有逐多不合理之处。随着我国铝产量的提高，大修渣的数量也在逐年增加，故对大修渣的无害化处理亟待解决，刻不容缓。现有技术中，不乏有对铝电解槽大修渣进行污染防治处理的研究，专利技术专利ZL201710678954.1公开了一种程控、手控电解铝大修渣无害化生产工艺，其中包含了整个无害化处理的工业过程及生产工艺，无害化处理彻底且包含了程控和手控方面的说明，但是该工艺需将大修渣经过球球磨机制成大修渣粉料，然后送入反应仓中进行反应，大修渣在进行球磨时会产生扬尘，其扬尘也会严重污染大气环境，且所有粉料和添加剂加到一个反应仓中会出现搅拌不均的现象，反应不彻底，处理效率较低。专利技术专利ZL201710678954.1公开了一种铝电解废槽衬无害化处理装置和处理方式，其所述技术方案是将铝电解废槽衬进行破碎、磨粉制成粉料加入加水反应仓后，依次进入加除氰剂或除氟剂反应仓、除氟剂或除氰剂反应仓、加中和剂反应仓和集料仓，形成铝电解废槽衬无害化过程，该法同样会产生扬尘污染大气环境，且反应容器繁多，操作难度大，反应时间长，处理效率低。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种铝电解大修渣无害化处理方法，工艺简单、流程短、效率高、无粉尘。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种铝电解大修渣无害化处理方法，包括以下步骤：⑴按重量比称取物料：大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂为1∶0.05～0.2∶0.1～0.5∶0.02～0.1；⑵调节剂、氧化剂、大修渣和部分固氟剂混匀，送入球磨机，加水研磨，同时浸出；⑶向步骤⑵浸出后的浆料加入余下固氟剂，进行反应；至浸出液中无机氟化物小于10mg/L，以CN计的氰化物小于0.5mg/L。进一步地，还包括步骤⑷：步骤⑶处理后的浸出液进行固液分离，液相和部分固相加入步骤⑵中。进一步地，步骤⑴中，所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸钠或双氧水的一种或者多种混合物。进一步地，步骤⑴中，所述固氟剂为氢氧化钙、氧化钙、电石渣或脱硫渣混合物。进一步地，步骤⑴中，所述调节剂为氯化钙。进一步地，步骤⑴中，所述大修渣废料包括：阴极碳块废料、阴极糊废料、耐火砖废料或保温砖废料。进一步地，步骤⑶中，余下的所述固氟剂与所述大修渣的重量比为0.02～0.15∶1。进一步地，所述部分固相占总固相重量的5％～20％。进一步地，步骤⑶中，所述反应是在串联的2～5个反应罐中进行，每个反应罐的反应时间为10～30分钟。本专利技术铝电解大修渣无害化处理方法，采用湿法球磨浸出结合氧化工艺，在大修渣破碎研磨过程中，氧化剂及固氟剂按一定比例与大修渣一同加入球磨机，水作为助磨剂加入，进行研磨，边研磨边浸出。在此过程中，次氯酸钙、次氯酸钠或双氧水等氧化剂将大修渣中的CN-键彻底破坏，完全氧化为N2和CO2；大修渣中可溶F采用电石渣、脱硫渣等固氟剂反应生成CaF转为I类一般工业固体废物，达到无害化目的。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：在大修渣破碎研磨过程即开始除氟除氰反应，大大缩短了后续工艺的反应时间，减少了反应容器，而水作为助磨剂，不仅提高效率，避免了大修渣破碎过程中的粉尘外泄，降低大气污染。本专利技术具有以下有益效果：1、工艺简单、流程短，与现有的技术相比较，本专利技术在大修渣破碎研磨过程中即开始反应，其流程为：调节剂+氧化剂+大修渣+固氟剂+循环水加入球磨机进行研磨→浸出的浆液进入1-5级停留罐进行反应，同时加入固氟剂至反应器对研磨过程中未充分反应的可溶氟彻底反应→过滤固废分离→固相为一般固废物，液相作为循环水重复使用。由上可以看出本专利技术工艺流程短，工艺简单，生产工艺安全可靠。2、反应时间短、效率高本专利技术从大修渣破碎研磨即开始实现除氰除氟工艺，不仅减少了后续工艺中反应时间，同时还减少了反应容器，而且氧化剂和固氟剂均具有助磨作用，加上助磨剂水，增加了湿磨效率。3、无粉尘产生，利于环保本专利技术采用湿法磨浸出工艺，用循环水做为助磨剂，湿磨过程避免了粉尘外泄，降低了大气污染，处理后固体料与水无有害物质，处理过程中无“三废”外排，过滤后水可循环使用，具有一定的环保效益。4、反应药剂充分利用，处理成本低固氟剂分步加入，可使可溶氟充分发生反应固化，无害化彻底。固液分离后尚有过量的氧化剂和固氟剂未充分利用，部分返回湿磨继续反应，有利于节约成本。附图说明图1为本专利技术铝电解大修渣无害化处理方法的原理流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。实施例11：将大修渣、氧化剂次氯酸钙、固氟剂氢氧化钙、电石渣和脱硫渣混合物、调节剂氯化钙同时加入球磨机中，大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂的质量比1：0.05：0.2：0.02。2：向球磨机中加入水作为助磨剂，启动球磨机，开始研磨，大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂与水混合后，边研磨边浸出。3：将浸出的浆液送入第一停留罐中，再次加入固氟剂，加入量为大修渣的3％，使在湿磨过程中未充分反应的氟化物进行继续反应，反应时间为30min。4：将反应后浆液送入第二停留罐中继续进行延迟反应，反应时间为20min。5：将反应后浆液送入第三停留罐中继续进行延迟反应，反应时间为15min。6：对经过3级反应的浸出液进行检测，浸出液中无机氟化物达到为8.2mg/L，浸出液中氰化物(以CN计)0.48mg/L。7：将检测后的浆液送入过滤机进行过滤，滤饼为无害化固废物，滤液返回球磨机循环使用。8：对过滤后的滤饼进行毒性浸出检测，10％滤饼返回球磨机继续反应，发挥其中的未反应有效成分。实施例21：将大修渣、氧化剂次氯酸钙、固氟剂氢氧化钙、电石渣和脱硫渣混合物、调节剂氯化钙同时加入球磨机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝电解大修渣无害化处理方法，包括以下步骤：⑴按重量比称取物料：大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂为1∶0.05～0.2∶0.1～0.5∶0.02～0.1；⑵调节剂、氧化剂、大修渣和部分固氟剂混匀，送入球磨机，加水研磨，同时浸出；⑶向步骤⑵浸出后的浆料加入余下固氟剂，进行反应；至浸出液中无机氟化物小于10mg/L，以CN计的氰化物小于0.5mg/L。

【技术特征摘要】
1.一种铝电解大修渣无害化处理方法，包括以下步骤：⑴按重量比称取物料：大修渣、氧化剂、固氟剂、调节剂为1∶0.05～0.2∶0.1～0.5∶0.02～0.1；⑵调节剂、氧化剂、大修渣和部分固氟剂混匀，送入球磨机，加水研磨，同时浸出；⑶向步骤⑵浸出后的浆料加入余下固氟剂，进行反应；至浸出液中无机氟化物小于10mg/L，以CN计的氰化物小于0.5mg/L。2.如权利要求1所述铝电解大修渣无害化处理方法，其特征在于：还包括步骤⑷：步骤⑶处理后的浸出液进行固液分离，液相和部分固相加入步骤⑵中。3.如权利要求1或2所述铝电解大修渣无害化处理方法，其特征在于：步骤⑴中，所述氧化剂为次氯酸钙、次氯酸钠或双氧水的一种或者多种混合物。4.如权利要求1或2所述铝电解大修渣无害化处理方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾超林，刘君鹏，白万全，于学钢，赵庆云，谭震军，杨晓玲，
申请(专利权)人：新疆生产建设兵团第八师天山铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65