铝电解槽废槽衬的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法。该处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。利用本申请铝电解槽废槽衬的处理方法不仅可以将冶金废渣与废电解槽阴极渣一起协同造渣，后续还可通过将冶炼渣再次造渣并形成可用于建材的玻璃体，从而提高固体废物的整体处理效率，因此该方法有效的去除了有毒的氰化物和氟化物，实现了铝电解槽废槽衬的彻底无害化处理。本申请的侧吹熔炼热效率达到80％以上，且上述方法具有流程简单、投资少、有害物处理彻底、经济环保的优点。优点。

【技术实现步骤摘要】
铝电解槽废槽衬的处理方法


[0001]本专利技术涉及废电解槽处理方法
，具体而言，涉及一种铝电解槽废槽衬的处理方法。

技术介绍

[0002]我国是世界电解铝生产大国，据统计2019年全年电解铝总产量约3500万吨。按一吨电解铝产生50kg废旧电解槽内衬计算，那么我国每年电解铝行业将产生175万吨废旧电解槽内衬。目前绝大多数废旧电解槽内衬材料定点堆积在铝厂或是填埋。铝电解槽一般生产运行5～7年后进行更换，拆除下来的废电解槽内衬主要由废碳块、耐火材料、沉积物等。内衬在长期的高温作用下，与电解槽中的电解质发生化学和物理渗透反应，吸附了大量有害物质，特别是氟化物、氰化物等，属于固体危险废弃物。废电解槽内衬主要危害是氟污染，如果管理不善，会导致环境污染。
[0003]目前关于铝电解槽废槽衬的无害化处理，以往研究较多的是湿法技术。采用湿法技术处理废槽衬的，可回收部分碳粉和氟化盐，但湿法技术往往存在其无法克服的技术难题：(1)相当一部分污染物从固体废物转移到废水，处理后废水含氟浓度高，无法达标排放，造成二次污染；(2)设备腐蚀严重，析出的HF、HCN气体对操作人员危害极大；(3)只能用于处理废阴极炭，无法处理全部废槽衬。因此，湿法处理技术解决不了废槽衬的污染问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种铝电解槽废槽衬的处理方法，以解决现有技术中湿法处理技术无法解决废槽衬的污染的问题。
[0005]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法，该处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。
[0006]进一步地，上述侧吹炉为侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉，优选侧吹熔炼的燃料为天然气和富氧空气，其中，优选天然气和铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:3～1:6，优选富氧空气和铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:1～1:1.5，优选富氧空气中的氧气质量浓度为30～90％，优选燃料的流速为120～300m/s，优选燃料喷出的压强为0.1～1.0Mpa。
[0007]进一步地，上述铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣与熔剂的质量比为1:0.1～1.5:0.1～0.8，优选冶金废渣为有色金属渣，优选上述有色金属渣选自铜渣、铅渣、锌渣、镍渣中的任意一种或多种，优选冶金废渣的粒径小于5cm。
[0008]进一步地，上述侧吹炉的喷枪距离侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉的炉底0.4～1.2m，优选将侧吹炉的熔池高度控制在1.2～2m，优选侧吹炉的高度为5～7m。
[0009]进一步地，在上述步骤S2中，侧吹熔炼的温度为1200～1500℃。
[0010]进一步地，以质量百分比计，上述铝电解槽废槽衬颗粒中的C为20～40％，Al2O3为5～30％，Na3AlF6为5～15％，NaF 5～10％，CaF2为1～5％，SiO2为1～10％，Na2CO3为2～6％，余量为别的杂质，优选铝电解槽废槽衬颗粒的粒径小于5cm。
[0011]进一步地，上述熔剂选自石英石、石灰石、铁矿石中的任意一种或多种。
[0012]进一步地，上述步骤S3包括：步骤S31，在250～350℃下，采用铝源对冶炼烟气进行第一除氟处理，得处理后烟气和AlF3；步骤S32，采用含钙物质对处理后烟气进行第二除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏；优选铝源与冶炼烟气中的HF的摩尔比为1:1～2:1，优选铝源为氢氧化铝或氧化铝中的一种或两种，优选第一除氟处理的时间为0.1～2h；优选含钙物质与处理后烟气中的F
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的摩尔比为1:2～1:1，优选含钙物质为氢氧化钙或氢氧化钙悬浊液，优选氢氧化钙悬浊液的质量浓度为10～15％，优选第二除氟处理的时间为0.1～2h。
[0013]进一步地，上述处理方法还包括：将含氟石膏与冶炼渣进行熔融，得到玻璃固化体，优选熔融的温度为1200～1600℃，优选含氟石膏与冶炼渣的质量比为1:1～2:1。
[0014]进一步地，上述处理方法还包括将冶炼烟气中的烟尘返回步骤S1与铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂混合形成混合物。
[0015]应用本专利技术的技术方案，本申请采用侧吹炉对铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂的混合物进行侧吹熔炼，得到冶炼烟气和冶炼渣，在侧吹熔炼的过程中，一方面铝电解槽废槽衬颗粒中的氰化物和其他活性成分被分解，另一方面利用侧吹炉内部动力学条件的剧烈搅拌，可以有效的挥发氟化物，并将氟化物富集后转化为氟盐随冶炼烟气出炉，随后通过对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏，从而实现对铝电解槽废槽衬颗粒的除氟、除氰化物处理。利用本申请铝电解槽废槽衬的处理方法不仅可以将冶金废渣与废电解槽阴极渣一起协同造渣，后续还可以通过将冶炼渣再次造渣并形成可用于建材的玻璃体，从而提高固体废物的整体处理效率，因此该方法有效的去除了有毒的氰化物和氟化物，实现了铝电解槽废槽衬的彻底无害化处理。相比现有技术中回转窑(热效率只有30％左右)等的辐射传热，本申请的侧吹熔炼热效率达到80％以上。同时，上述方法具有流程简单、投资少、有害物处理彻底、经济环保的优点。
具体实施方式
[0016]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0017]如
技术介绍
所分析的，现有技术中存在湿法处理技术无法解决废槽衬的污染的问题。而废电解槽经火法无害化处理后，含有氟化钙的熔炼渣可以用于筑路填土材料、生产水泥或耐火材料，回收的氟化盐可回收再利用。因此，为解决湿法处理技术无法解决废槽衬的污染的问题，本专利技术提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法。
[0018]在本申请的一种典型的实施方式，提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法，该处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。
[0019]本申请采用侧吹炉对铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂的混合物进行侧吹熔炼，得到冶炼烟气和冶炼渣，在侧吹熔炼的过程中，一方面铝电解槽废槽衬颗粒中的氰化物
和其他活性成分被分解，另一方面利用侧吹炉内部动力学条件的剧烈搅拌，可以有效的挥发氟化物，并将氟化物富集后转化为氟盐随冶炼烟气出炉，随后通过对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏，从而实现对铝电解槽废槽衬颗粒的除氟、除氰化物处理。利用本申请铝电解槽废槽衬的处理方法不仅可以将冶金废渣与废电解槽阴极渣一起协同造渣，后续还可以通过将冶炼渣再次造渣并形成可用于建材的玻璃体，从而提高固体废物的整体处理效率，因此该方法有效的去除了有毒的氰化物和氟化物，实现了铝电解槽废槽衬的彻底无害化处理。相比现有技术中回转窑(热效率只有30％左右)等的辐射传热，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝电解槽废槽衬的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对所述混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对所述冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述侧吹炉为侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉，优选所述侧吹熔炼的燃料为天然气和富氧空气，其中，优选所述天然气和所述铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:3～1:6，优选所述富氧空气和所述铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:1～1:1.5，优选所述富氧空气中的氧气质量浓度为30～90％，优选所述燃料的流速为120～300m/s，优选所述燃料喷出的压强为0.1～1.0Mpa。3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述铝电解槽废槽衬颗粒、所述冶金废渣与所述熔剂的质量比为1:0.1～1.5:0.1～0.8，优选所述冶金废渣为有色金属渣，优选所述有色金属渣选自铜渣、铅渣、锌渣、镍渣中的任意一种或多种，优选所述冶金废渣的粒径小于5cm。4.根据权利要求1至3中任一项所述的处理方法，其特征在于，所述侧吹炉的喷枪距离所述侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉的炉底0.4～1.2m，优选将所述侧吹炉的熔池高度控制在1.2～2m，优选所述侧吹炉的高度为5～7m。5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述侧吹熔炼的温度为1200～1500℃。6.根据权利要求1至5中任一项所述的处理方法，其特征在于，以质量百分比计，所述铝电解槽废槽衬颗粒中的C为20～40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学刚，苟海鹏，黎敏，许良，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：