一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，包括上料斗、上料过渡仓、隔热组件、炉体、水冷过渡出料仓、蒸馏通道、冷凝器组、真空机组和控制组件，所述上料斗底部与上料过渡仓顶部连通，上料过渡仓底部与炉体顶部连通，并且上料过渡仓底部与炉体顶部之间依次设置有上料二道阀和隔热组件，炉体底部与水冷过渡出料仓顶部连通，炉体底部与水冷过渡出料仓顶部连通处设置有旋转出料组件，所述炉体内部上侧和下侧分别设置有电极，炉体侧壁与蒸馏通道连通，蒸馏通道连接冷凝器组，冷凝器组连接真空机组，所述上料二道阀、隔热组件、旋转出料组件、电极、冷凝器组和真空机组分别与控制组件电连接。组分别与控制组件电连接。组分别与控制组件电连接。

【技术实现步骤摘要】
一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统


[0001]本技术属于铝电解工业危废资源化利用
，具体涉及一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统。

技术介绍

[0002]冰晶石
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氧化铝熔盐电解法是工业上应用最为广泛的金属铝制备方法，生产过程中，电解槽底部与侧部的阴极炭块长期与高温熔融电解质接触，导致大量可溶性氟化物与少量氰化物富集在阴极炭块中，最终形成属于有色金属冶炼废物(HW48)的电解铝废旧阴极炭块，产量约为15kg/t
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Al。
[0003]电解铝废旧阴极炭块中碳约占50wt％以上，其余组分为电解质，主要包括NaF、Na3AlF6、CaF和氰化物等。若对废旧阴极炭块处置不当，堆放或者填埋，其含有的可溶氟化物、氰化物等渗入土壤和地下水层，有一定环境风险。若废旧阴极炭块中碳与电解质实现较好分离，不仅可以减少对环境的污染，并且碳与电解质都具有较高的二次利用价值，实现危废二次利用的目的。
[0004]现阶段对于铝电解废旧阴极炭块处理方式主要分为火法与湿法处理两大类。火法处理包括高温焙烧法、超高温焙烧法、共燃法、还原法、协同处理法等，分别通过对应的火法处理系统进行处理，但火法处理系统普遍存在能耗较高、处理量低的问题，并且因为氟化物挥发特性，分离后的电解质收集效果差，设备效率低，不适合大型工业化生产，同时挥发后的氟化物电解质遇冷会重新凝华，敷着于设备冷区表面，现有下料阀门直接与烟气接触，则随着冶炼进行阀门表面及密封处会因为氟化物电解质的附着，导致设备密封出现问题，使炉体真空度无法保证；湿法处理包括浮选法、浸出法及联合法，分别通过对应的湿法处理系统进行处理，但是湿法处理系统存在产生二次废物、处理量低、工业化较为困难的问题。综上，市场亟待研发一种高效、清洁、可实现大型化工业应用的废旧阴极炭块资源化利用系统。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，革新现有废旧阴极炭块的处理方式，解决现有处理系统能耗较高、电解质收集难、处理量低、大型工业化应用差的问题，实现铝电解废旧阴极炭块处理“连续、清洁、高效”的工艺目标，加速国内铝电解行业结构的优化升级。
[0006]为了解决技术问题，本技术的技术方案是：一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，包括上料斗、上料过渡仓、隔热组件、炉体、水冷过渡出料仓、蒸馏通道、冷凝器组、真空机组和控制组件，所述上料斗底部与上料过渡仓顶部连通，上料过渡仓底部与炉体顶部连通，并且上料过渡仓底部与炉体顶部之间依次设置有上料二道阀和隔热组件，炉体底部与水冷过渡出料仓顶部连通，炉体底部与水冷过渡出料仓顶部连通处设置有旋转出料组件，所述炉体内部上侧和下侧分别设置有电极，炉体侧壁与蒸馏通道连通，蒸
馏通道连接冷凝器组，冷凝器组连接真空机组，所述上料二道阀、隔热组件、旋转出料组件、电极、冷凝器组和真空机组分别与控制组件电连接。
[0007]优选的，所述上料斗底部与上料过渡仓顶部之间设置有上料一道阀，上料一道阀与控制组件电连接。
[0008]优选的，所述隔热组件包括上料口移动隔热块、隔热块驱动组件和隔热仓，隔热仓顶部与上料二道阀连通，隔热仓底部与炉体连通，上料口移动隔热块设置于隔热仓内部，隔热块驱动组件固定于隔热仓外部，隔热块驱动组件的动力输出端穿过隔热仓连接上料口移动隔热块，隔热块驱动组件驱动上料口移动隔热块开启或者封闭炉体顶部开口。
[0009]优选的，所述炉体内部上侧设置有上电极，炉体内部下侧设置有下电极，上电极和下电极分别与控制组件电连接。
[0010]优选的，所述炉体侧壁中上侧与蒸馏通道连通，炉体侧壁与蒸馏通道连通处设置有金属滤网。
[0011]优选的，所述蒸馏通道上部设置有电阻带，电阻带与控制组件电连接；所述炉体、水冷过渡出料仓的蒸馏通道的内衬均设置有热电偶，热电偶与控制组件电连接。
[0012]优选的，所述上料过渡仓和水冷过渡出料仓分别通过钢平台进行限位，上料过渡仓和水冷过渡出料仓与钢平台连接处分别设置有称重模块。
[0013]优选的，所述炉体底部设置有振动托或者出料篦子，振动托或者出料篦子与控制组件电连接。
[0014]优选的，所述旋转出料组件包括旋转出料门和驱动电机，旋转出料门可转动固定于水冷过渡出料仓内部，驱动电机设置于水冷过渡出料仓外部，驱动电机连接旋转出料门，驱动电机带动旋转出料门开启或者关闭水冷过渡出料仓顶部的进料口，驱动电机与控制组件电连接，所述水冷过渡出料仓底部设置有出料阀门，水冷过渡出料仓底部外壁盘设有水冷盘管。
[0015]优选的，所述冷凝器组包括第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器和第四冷凝器，第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器和第四冷凝器的进气管分别连接蒸馏通道，第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器和第四冷凝器的出气管分别通过冷凝烟道连接真空机组，冷凝烟道与真空机组连接处设置有过滤布袋，所述第一冷凝器、第二冷凝器、第三冷凝器和第四冷凝器分别与控制组件电连接。
[0016]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0017](1)本技术公开了一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，炉体内部上侧和下侧分别设置有电极，上下电极并非直接作为加热元件，延长了上下电极的使用寿命，采用电加热为加热手段，以废旧阴极炭块自身发热作为热源，升温速率快，电转热效率达96％以上，炉体通过蒸馏通道连接真空机组，使炉体为真空环境，选择真空条件为冶炼环境，保障整个冶炼过程较为清洁，并无其余二次污染物产生，同时实现了连续化处理铝电解废旧阴极炭块，能应用于大型化工业生产之中；
[0018](2)本技术炉体通过蒸馏通道连接真空机组，采用真空蒸馏的方式，维持炉内压力在500Pa～1000Pa，一方面降低了氟化物电解质的挥发温度，从而降低了冶炼能耗，另一方面也保证炭块在高温冶炼过程中不与氧气接触，保证了产品炭块固定碳品位，可达90％以上；
[0019](3)本技术炉体连接蒸馏通道，蒸馏通道连接冷凝器组，蒸馏通道上部设置有电阻带，避免烟气中的氟化物在蒸馏通道中凝华，冷凝器组连接真空机组，铝电解废旧阴极炭块在炉体中产生的废气经过蒸馏通道进入冷凝器组，在冷凝器组中进行凝华，本技术设置的烟气路径最大程度减少了烟气中氟化物凝华后对炭块产品质量与冶炼设备带来的负面影响；
[0020](4)本技术上料过渡仓与炉体之间设置有上料二道阀和隔热组件，隔热组件包括上料口移动隔热块和隔热块驱动组件，隔热块驱动组件驱动上料口移动隔热块开启或者封闭炉体顶部开口，本技术采用氧化物耐材为主体成分的上料口移动隔热块，可以在阻隔上料二道阀与含氟化物烟气接触，避免氟化物电解质在阀门处的附着，保证炉体的真空度，尽可能减少冶炼过程热量损失；
[0021](5)本技术冷凝器组采用多级冷凝管并联设计，当一个冷凝管因附着氟化物过多而出现堵塞后，并不影响冶炼的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，其特征在于：包括上料斗（1）、上料过渡仓（3）、隔热组件、炉体（8）、水冷过渡出料仓（12）、蒸馏通道（15）、冷凝器组、真空机组（21）和控制组件，所述上料斗（1）底部与上料过渡仓（3）顶部连通，上料过渡仓（3）底部与炉体（8）顶部连通，并且上料过渡仓（3）底部与炉体（8）顶部之间依次设置有上料二道阀（4）和隔热组件，炉体（8）底部与水冷过渡出料仓（12）顶部连通，炉体（8）底部与水冷过渡出料仓（12）顶部连通处设置有旋转出料组件，所述炉体（8）内部上侧和下侧分别设置有电极，炉体（8）侧壁与蒸馏通道（15）连通，蒸馏通道（15）连接冷凝器组，冷凝器组连接真空机组（21），所述上料二道阀（4）、隔热组件、旋转出料组件、电极、冷凝器组和真空机组（21）分别与控制组件电连接。2.根据权利要求1所述的一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，其特征在于：所述上料斗（1）底部与上料过渡仓（3）顶部之间设置有上料一道阀（2），上料一道阀（2）与控制组件电连接。3.根据权利要求1所述的一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，其特征在于：所述隔热组件包括上料口移动隔热块（5）、隔热块驱动组件（6）和隔热仓（22），隔热仓（22）顶部与上料二道阀（4）连通，隔热仓（22）底部与炉体（8）连通，上料口移动隔热块（5）设置于隔热仓（22）内部，隔热块驱动组件（6）固定于隔热仓（22）外部，隔热块驱动组件（6）的动力输出端穿过隔热仓（22）连接上料口移动隔热块（5），隔热块驱动组件（6）驱动上料口移动隔热块（5）开启或者封闭炉体（8）顶部开口。4.根据权利要求1所述的一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，其特征在于：所述炉体（8）内部上侧设置有上电极（7），炉体（8）内部下侧设置有下电极（9），上电极（7）和下电极（9）分别与控制组件电连接。5.根据权利要求1所述的一种高效真空连续的铝电解阴极炭块资源化利用系统，其特征在于：所述炉体（8）侧壁中上侧与蒸馏通道（15）连通，炉体（8）侧壁与蒸馏通道（15）连通处设置有金...

【专利技术属性】
技术研发人员：余维江，刘峰，杨泽，
申请(专利权)人：西安慧金科技有限公司，
类型：新型
国别省市：