铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，该处理方法的主要步骤包括：先将电解槽废槽衬磨粉制浆，再向浆料中按废槽衬总质量的1%～20%加入可溶性硫酸铁盐，在搅拌状态下反应3～30min，以使浆液中的氰离子浓度和氟离子浓度达标。采用本发明专利技术方法可有效去除可溶氟化物、氰化物，工艺流程简单、处理效率高，所用各种原料来源广泛、价格便宜，有利于在铝电解废槽衬无害化处理中广泛应用。

Harmless Treatment of Cyanide/Fluoride in Waste Cell Lining of Aluminum Electrolysis Cell

The present invention discloses a harmless treatment method for cyanide/fluoride in waste cell lining of aluminium electrolysis cell. The main steps of the treatment method include: first grinding the waste cell lining to pulp, then adding soluble ferric sulfate into the slurry according to 1%-20% of the total quality of waste cell lining, and reacting for 3-30 minutes under stirring condition to make the cyanide ion concentration and fluoride ion concentration in slurry up to the standard. The method of the invention can effectively remove soluble fluoride and cyanide, has simple process flow, high treatment efficiency, wide sources of raw materials and low price, and is beneficial to the wide application in harmless treatment of waste cell lining of aluminium electrolysis.

【技术实现步骤摘要】
铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法
本专利技术涉及固废处理
，具体涉及一种铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法。
技术介绍
电解铝生产过程中产生的废槽衬，含有大量的可溶氟化物、氰化物，属于危险废物。由于氟化物和氰化物毒性物质具有可溶性、挥发性等特点，露天放置，不仅浪费资源，还严重污染环境，在很大程度上会给周边的地下水、土壤和大气带来严重危害，以致于威胁到人类的生存环境及身心健康。现有铝电解废槽衬的处理方法，一般是焚烧法，但是焚烧法存在着工艺复杂、处理不完全、残渣难于回收、有尾气需要进行再处理等问题，这种情况严重制约了铝电解废槽衬的回收再利用行业的发展。中国专利文献CN200410042564.8中公开了一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法：以含氧化钙的矿物为反应剂，以含二氧化硅的物料为添加剂，以煤烟为外加燃料，采用回转窑进行热处理，尾气用氧化铝吸附，处理后用石灰水淋洗进行二次反应，固体渣和烟气达标后排放。中国专利文献CN201510924933.4中公开了基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法：将废槽衬破碎、磨细后加入次氯酸钠溶液，调节pH值7.0～8.5，以使氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，过滤氧化反应后的残渣，加石灰水浸泡残渣使之结合氟化物反应生成难溶的CaF2。但现有的这些关于铝电解废槽衬中的氰/氟钝化处理方法中工艺步骤繁多，存在着成本高、历时长、效率低、回收率低、高能耗等诸多缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种工序节省的无害化连续处理铝电解槽废槽衬的方法，能够高效的、安全的、环保的处理废槽衬，无“三废”排出。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：设计一种铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，包括以下步骤：（1）先将电解槽废槽衬磨粉制浆，调节浆料浓度至5%～35%；（2）再按待处理废槽衬总质量的1%～20%向上步制得的浆料中加入可溶性硫酸铁盐，在搅拌状态下反应3～30min，以使浆液中的氰离子浓度和/或氟离子浓度达标（参照标准：危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别GB5085.3-2007）。优选地，在所述步骤（2）中，所述可溶性硫酸铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合硫酸亚铁中的至少一种。浆料中CN-与多种金属离子可形成稳定的无毒害的络合物，其中，Fe2+和CN-形成Fe(CN)64-，然后与其它金属离子形成沉淀：Fe2++6CN-→Fe(CN)64-aMn++bFe(CN)64-→M4b/an［Fe(CN)6］na/4b↓。除氟原理：铁离子（亚铁离子）可以与氟离子反应生成沉淀，而且聚合铁盐不但可以络合氟离子，还能将生成的沉淀络合，最终将氟离子固化，消除其毒性。Fe2++F-→FeF2↓Fe3++6F-→FeF63-Fe3++5F-→FeF52-Fe3++4F-→FeF4-Fe3++F-→FeF3。优选地，在所述步骤（2）中，搅拌转速控制在20～200r/min。优选地，在所述步骤（2）中，加入可溶性硫酸铁盐后调节pH至6.5～7.5。进一步的，在所述步骤（2）中，在搅拌的同时以20～90KHz的超声波照射反应浆料，以加速上述化学反应、提升反应效果。在适宜频率的超声波照射下，浆料中无数气泡快速形成并迅速内爆，因空化泡破灭时产生强大的冲击波，废槽衬颗粒上附着的氰/氟化物在冲击波作用下逐渐被剥离下来、分散、乳化、脱落，进而大大提升了反应速度和反应去除效果。优选地，在所述步骤（1）中，电解槽废槽衬磨粉的粒度≥100目。与现有技术相比，本专利技术的积极有益的技术效果在于：1.本专利技术工艺流程简单，能耗节省，一次添加适量的可溶性硫酸铁盐，可有效去除可溶氟化物、氰化物，工艺简单、去除效率高，所用原料来源广泛、价格低廉，有利于在铝电解废槽衬无害化处理中广泛应用。2.本专利技术方法能有效的除去铝电解废槽衬中的氟化物和氰化物等有害物质。3.本专利技术实现了铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理，为废槽衬中炭和电解质等物质的资源化回收利用奠定了基础。具体实施方式以下结合具体实施例进一步阐述本专利技术。下述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；所涉及的试验方法或检测分析方法，如无特别说明，均为常规方法；所用试剂如无特别说明，均为常规市售产品。实施例1：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进行破碎、球磨磨粉，筛分出粒度在100目以上的粉料储存；取粒度≥100目的粉料200g，溶于800ml水中，在机械搅拌下搅拌5min，搅拌转速30r/min；向其中加入硫酸铁，反应20min，取样化验，浆液中可浸出氰含量≤1mg/L，可浸出氟含量11.2mg/L，浆液酸碱度在6～7之间，符合标准GB5085.3-2007中的限值规定（氟离子浓度限值100mg/l、氰离子浓度限值5mg/L）。实施例2：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进行破碎、球磨磨粉，筛分出粒度在100目以上的粉料储存。取粒度≥100目的粉料500g，溶于1500ml水中，在机械搅拌下搅拌7min，搅拌转速30r/min。向其中加入硫酸亚铁，反应26min，取样化验，浆液中可浸出氰含量≤0.5mg/L，可浸出氟含量≤18mg/L，浆液酸碱度在6～7之间，符合GB5085.3-2007中的关于氟、氰限值之规定（氟离子浓度限值100mg/l、氰离子浓度限值5mg/L）。实施例3：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进行破碎、球磨磨粉，筛分出粒度在100目以上的粉料储存。取粒度≥100目的粉料50g，溶于250ml水中，在电磁搅拌下搅拌5min，搅拌转速160r/min。向其中加入聚合硫酸铁，等待反应10min，取样化验，浆液中可浸出氰含量≤0.5mg/L，可浸出氟含量4.2mg/L，浆液酸碱度在6～7之间，符合GB5085.3-2007中的关于氟、氰限值之规定（氟离子浓度限值100mg/l、氰离子浓度限值5mg/L）。实施例4：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进行破碎、球磨磨粉，筛分出粒度在100目以上的粉料储存。取粒度≥100目的粉料160g，溶于400ml水中，在机械搅拌下搅拌5min，搅拌转速120r/min。向其中加入聚合硫酸亚铁，等待反应18min，取样化验，浆液中可浸出氰含量≤0.5mg/L，可浸出氟含量8.6mg/L，浆液酸碱度在6～7之间，符合GB5085.3-2007中的关于氟、氰限值之规定（氟离子浓度限值100mg/l、氰离子浓度限值5mg/L）。实施例5：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进行破碎，将200g破碎后废槽衬块料与36g聚合硫酸铁一同加入球磨机，并向球磨机中加水进行湿磨，8min后取球磨机出口浆液进行化验，浆液中可浸出氰含量≤0.5mg/L，可浸出氟含量3.2mg/L，浆液酸碱度在6～7之间，符合GB5085.3-2007中的关于氟、氰限值之规定（氟离子浓度限值100mg/l、氰离子浓度限值5mg/L）。实施例6：铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，主要步骤如下：将废槽衬原料进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，包括以下步骤：（1）先将电解槽废槽衬磨粉制浆，加水调节料浆浓度至5%～35%；（2）再按待处理废槽衬总质量的1%～20%向上步制得的浆料中加入可溶性硫酸铁盐，在搅拌状态下反应3～30min，以使浆液中的氰离子浓度和/或氟离子浓度满足规定标准。

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，包括以下步骤：（1）先将电解槽废槽衬磨粉制浆，加水调节料浆浓度至5%～35%；（2）再按待处理废槽衬总质量的1%～20%向上步制得的浆料中加入可溶性硫酸铁盐，在搅拌状态下反应3～30min，以使浆液中的氰离子浓度和/或氟离子浓度满足规定标准。2.根据权利要求1所述的铝电解槽废槽衬中氰/氟化物的无害化处理方法，其特征在于：在所述步骤（2）中，所述可溶性硫酸铁盐为硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，冯晓强，张敬一，王立志，
申请(专利权)人：郑州经纬科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41