一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置及其操作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置及其操作方法，所述装置包括：真空罐，真空罐的进口处设置有加料罐，真空罐的出口处设置有卸料罐；真空罐内设置有料管；料管的进口、出口分别与真空罐的进口、出口相对；料管外壁上设置有感应圈，用于加热；其中，真空罐设置有抽真空系统；加料罐、卸料罐分别设置有第一泄压管道、第二泄压管道；加料罐与真空罐之间设置有第一闸阀，卸料罐与真空罐之间设置有第二闸阀。本发明专利技术不仅可以用于废旧阴极和碳渣无害化处理与利用，还可用于碳化硅砖等有回收利用价值的槽衬材料的无害化处理与回收；处理过程无废水、有害废气及新的废弃物产生。

【技术实现步骤摘要】
一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置及其操作方法
本专利技术属于铝电解废旧阴极与碳渣的无害化处理、综合回收利用和环保
，特别涉及一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置及其操作方法。
技术介绍
大修渣是电解铝生产过程排放的典型有害固体废弃物，我国每年排放总量达上百万吨。由于大修渣含有毒性较高的可溶氟化物和氰化物，已经全部被列入了危险固废名录；其中，包括废旧阴极、各种废旧耐火材料等。如不妥善处置，会随雨水混入江河、渗入地下污染地表水源，对生态环境造成很大危害，所以大修渣处置已成为电解铝行业亟待解决的重大难题之一，尤以废旧阴极的处置最为棘手。同时，铝电解过程还会产出碳渣，也属于危险固废，需要加以处理。我国是电解铝生产大国，上述危废的产出量巨大，开发相关处置和综合利用技术对原铝生产行业的可持续发展具有重要意义。大修渣、废旧阴极、碳渣等被列入危险固废的主要原因是其含有大量的可溶氟和少量氰化物(由槽衬中物质与水等反应生成)。其中，铝电解槽废旧阴极材料中平均可溶F-含量约2000mg/L、CN-约150mg/L，远超国家危险废物鉴别标准F-100mg/L、CN-5mg/L(GB5085.3-2007)。目前，大修渣处理方法主要侧重于无害化处理，有湿法、火法、酸法；其中，湿法处理已经投入应用，主要用于处理废旧槽衬的耐火废料等；阴极、碳渣等难以处理，且具有综合利用价值的物料尚待研究，例如浮选法、酸碱浸出、可望实现无害化处理与综合利用，但由于工艺复杂、效果不理想等原因未得到广泛的应用。r>综上，寻求新的铝电解废旧阴极和碳渣处理方法，具有重要的应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术不仅可以用于废旧阴极和碳渣无害化处理与利用，还可用于碳化硅砖等有回收利用价值的槽衬材料的无害化处理与回收；处理过程无废水、有害废气及新的废弃物产生。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，包括：真空罐，所述真空罐设置有进口和出口；所述真空罐的进口处设置有加料罐，所述真空罐的出口处设置有卸料罐；所述真空罐内设置有料管；所述料管设置有进口和出口，所述料管的进口、出口分别与所述真空罐的进口、出口相对，待处理可溶氟与氰根离子超标危险固废能够依次通过所述真空罐的进口、所述料管的进口进入所述料管，能够依次通过所述料管的出口、所述真空罐的出口进入所述卸料罐；所述料管外壁上设置有感应圈，用于加热；其中，所述真空罐设置有抽真空系统，用于保证所述真空罐的真空度；所述加料罐、卸料罐分别设置有第一泄压管道、第二泄压管道，所述第一泄压管道和第二泄压管道分别与所述抽真空系统相连通，所述第一泄压管道、第二泄压管道上分别设置有第一阀门、第二阀门；所述加料罐与所述真空罐之间设置有第一闸阀，所述卸料罐与所述真空罐之间设置有第二闸阀。本专利技术的进一步改进在于，所述加料罐设置有料斗，所述料斗与所述加料罐之间设置有第三闸阀。本专利技术的进一步改进在于，所述料管为碳质、刚玉或镁质料管；所述感应圈加热为工频或中频。本专利技术的进一步改进在于，还包括：冷凝器，用于收集料管内反应产生的挥发物。本专利技术的进一步改进在于，所述可溶氟与氰根离子超标危险固废为铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖。本专利技术的进一步改进在于，所述料管设置有上端盖和下端盖。本专利技术的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置的操作方法，包括以下步骤：步骤1，对待处理可溶氟与氰根离子超标危险固废进行破碎、混匀处理，获得处理后的物料；步骤2，将步骤1获得的处理后的物料送入加料罐；打开第一闸阀，处理后的物料进入真空罐的料管内；关闭第一闸阀，通过感应圈加热至预设温度，在真空罐的真空环境下保持预设时长，使得物料中的挥发物充分挥发以及有害物质分解转化；步骤3，打开第二闸阀，转化为一般固废的产物排出至卸料罐，挥发物冷凝收集；所述产物中的可溶氟、氰酸根指标降低到危废的控制阈值以下。本专利技术的进一步改进在于，第一闸阀和第二闸阀交替开闭。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，处理后的物料的粒度范围为0～30mm；步骤2中，真空罐的真空环境的真空度低于500Pa；预设温度范围为600℃～1100℃；预设时间在2hr以上。本专利技术的进一步改进在于，步骤2中，真空环境的真空度为30Pa～500Pa，预设时长为2hr～8hr。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的装置同时适合废旧阴极、碳渣以外的其它具有较高回收利用价值的铝电解废旧槽衬材料的处置与综合利用。本专利技术具备的优点包括：(1)利用废旧阴极、碳渣等具有导电性的特点，选用感应加热的方式。采用在真空室前后串接加料罐和卸料罐，实现了高温真空处理的连续化运行。(2)可实现对废旧阴极的高温真空挥发处理，去除了其中可溶氟，并使的氰化物充分分解，使得废旧阴极由危险固体废弃物转化为一般固体废弃物。(3)对废旧阴极及碳渣，还可使得其碳含量进一步提高，为返回作用阳极原料及冶金增碳剂等用途创作了条件。(4)该处置方式过程全密闭，无废水、有害废气及新的废弃物产生，处理系统比较简单而可靠。本专利技术的方法同时适合废旧阴极、碳渣以外的其它具有较高回收利用价值的铝电解废旧槽衬材料的处置与综合利用。排出的物料经处理已经可转化为一般固废(相关指标可降低到危废的控制阈值以下)，并按照其成分及特性作综合回收与利用。挥发物经冷凝后收集回收，或直接经其并入铝电解含氟尾气吸收系统进行净化处理。该处置方法过程全密闭，无废水、有害废气产生，处置后的废旧阴极、碳渣中碳含量高，可部分返回用于阳极配料，或作为烘槽、炼钢增碳剂、保护渣等配料使用；碳化硅砖也可返回碳化硅砖配料使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置的结构示意图；图2是图1的俯视示意图；图3是本专利技术实施例的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理方法的流程示意图；图中，1、料斗；2、加料罐；3、料管；4、感应圈；5、真空罐；6、卸料罐。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例。基于本专利技术公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本专利技术保护的范围。请参阅图1和图2，本专利技术实施例的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，包括：真空罐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，其特征在于，包括：/n真空罐(5)，所述真空罐(5)设置有进口和出口；所述真空罐(5)的进口处设置有加料罐(2)，所述真空罐(5)的出口处设置有卸料罐(6)；/n所述真空罐(5)内设置有料管(3)；所述料管(3)设置有进口和出口，所述料管(3)的进口、出口分别与所述真空罐(5)的进口、出口相对，待处理可溶氟与氰根离子超标危险固废能够依次通过所述真空罐(5)的进口、所述料管(3)的进口进入所述料管(3)，能够依次通过所述料管(3)的出口、所述真空罐(5)的出口进入所述卸料罐(6)；所述料管(3)外壁上设置有感应圈(4)，用于加热；/n其中，所述真空罐(5)设置有抽真空系统，用于保证所述真空罐(5)的真空度；所述加料罐(2)、卸料罐(6)分别设置有第一泄压管道、第二泄压管道，所述第一泄压管道和第二泄压管道分别与所述抽真空系统相连通；所述加料罐(2)与所述真空罐(5)之间设置有第一闸阀，所述卸料罐(6)与所述真空罐(5)之间设置有第二闸阀。/n

【技术特征摘要】
1.一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，其特征在于，包括：
真空罐(5)，所述真空罐(5)设置有进口和出口；所述真空罐(5)的进口处设置有加料罐(2)，所述真空罐(5)的出口处设置有卸料罐(6)；
所述真空罐(5)内设置有料管(3)；所述料管(3)设置有进口和出口，所述料管(3)的进口、出口分别与所述真空罐(5)的进口、出口相对，待处理可溶氟与氰根离子超标危险固废能够依次通过所述真空罐(5)的进口、所述料管(3)的进口进入所述料管(3)，能够依次通过所述料管(3)的出口、所述真空罐(5)的出口进入所述卸料罐(6)；所述料管(3)外壁上设置有感应圈(4)，用于加热；
其中，所述真空罐(5)设置有抽真空系统，用于保证所述真空罐(5)的真空度；所述加料罐(2)、卸料罐(6)分别设置有第一泄压管道、第二泄压管道，所述第一泄压管道和第二泄压管道分别与所述抽真空系统相连通；所述加料罐(2)与所述真空罐(5)之间设置有第一闸阀，所述卸料罐(6)与所述真空罐(5)之间设置有第二闸阀。


2.根据权利要求1所述的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，其特征在于，所述加料罐(2)设置有料斗(1)，所述料斗(1)与所述加料罐(2)之间设置有第三闸阀。


3.根据权利要求1所述的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，其特征在于，所述料管(3)为碳质、刚玉或镁质料管；
所述感应圈(4)加热为工频或中频。


4.根据权利要求1所述的一种可溶氟与氰根离子超标危险固废的处理装置，其特征在于，还包括：冷凝器，用于收集料管(3)内反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊学，辛鑫，任萌萌，胡爱琳，贾柏林，王泽，屈波樵，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61