一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备，该设备包括氟离子回收系统、浸出液分离系统、铁铝分离系统和钠钡分离系统。浸出液分离系统分别与氟离子回收系统、铁铝分离系统和钠钡分离系统相连；铁铝分离系统与钠钡分离系统相连。本实用新型专利技术易于控制操作，可将精铝生产过程中含钡废渣分离为氟化钙、氯化钡、氯化钠、氢氧化铁和氢氧化铝，实现了精铝生产过程产生的含钡废渣中各主要元素的分离和回收。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及精铝生产领域，尤其涉及一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备。
技术介绍
目前国内外精铝电解成熟的工艺为三层液精铝电解工艺，通常使用氯氟电解质体系作为精铝电解中的电解质。氯化钡作为三层液精铝电解工艺的主要电解质之一，在精铝生成过程中起到了不可替代的作用。三层液精铝电解工艺对电解质的要求比较严格，电解质必须具备密度适中、挥发性小、导电性良好、初晶温度低等特点。氯化钡与其它电解质共同作用，对精铝电解中 的电解质体系的各种性质进行调节。精铝电解质体系中适量氯化钡的存在可以有效降低整 个精铝电解体系初晶温度，当氯化钡浓度在50°/Γ70%范围内，大约每增加1%的氯化钡，电解体系的初晶温度则会下降I. 50C ;在现行的工业精铝电解质体系中，电解质体系的密度在很大程度上由氯化钡的含量所决定。当电解质体系中氯化钡的浓度大于58%时，电解质体系的密度随着氯化钡浓度的增加而迅速增加；氯化钡的存在对电解质体系的电导起负作用，随着体系中氯化钡浓度的增加，体系的电导呈现下降的趋势。因此综合上述各种因素，在现行的精铝电解质体系中，氯化钡的浓度为60%左右。在精铝电解过程中可能产生如下杂质物质(I)电解体系内物质可能发生如下副反应BBaCli + 2 AlF3 = 3Β aE, + 2 Al Cl . ⑴BaCl2 + 2NaF - BaF2 + 2NaCI ⑵反应(I)实际不能发生，而反应(2)却能够强烈地进行。精铝电解过程中新生成的BaF2与电解质体系中原有的氯化钡发生了如下反应BaCl2 + BaF2 = BaCl2 -BaF:,⑶反应(3)中生成的BaCl2 *BaF2在精铝电解温度下为难熔于电解液的物质，从电解质体系中分离出来。由于电解质体系中NaF的浓度低，电解质体系中部分氯化钡参与了反应，形成了难熔于电解液的废渣。(2)电解质体系中含有部分氟化铝，氟化铝主要作用为调节整个电解质体系的电导和初晶温度。在精铝电解过程中，电解质体系中部分的氟化铝与空气中的水分和原料带入的极少量水分发生了如下反应2 AIK, + SH2O = AI2O, + 6HF (4)反应⑷中生成的氧化铝在精铝电解温度下为难熔于电解液的物质，以废渣的形式从电解质体系中分离出来。C3)在精铝生成过程中，采用的原料为铜铝合金，随着精炼过程的进行，原铝中的极少量的杂质铁、硅聚集于阳极合金内，因此阳极合金为Al-Cu-Fe-Si四元体系，在该体系中存在许多难熔化合物，如FeSiAl5、固溶体a (Al-Fe-Si)、β (Al-Fe-Si)等。在阳极在熔解过程中，上述杂质转移到电解质体系中，以废渣的形式从体系中分离出来。在精铝生成过程中，电解质体系中部分氯化钡、氟化铝等发生反应生成难熔化合物从体系中分离出来，在实际生产过程中，要对电解质体系的成分进行分析，同时要及时向电解质体系中添加氯化钡、氟化铝等物质。在形成的可溶性(水溶性)含钡废渣中，氯化钡 属于危险化学品名录中第6. I类毒害品，食入O. 2g以上可引起中毒，其致死量为O. 8^0. 9g。氯化钡是剧毒物质，可引起大脑及软脑膜的炎症，中毒时毛细血管通透性升高，同时伴有出血及水肿。其次氯化钡还能够抑制骨髓并引起肝脏疾病、脾硬化等疾病。氯化钡急性中毒表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻、脉缓、肌肉麻痹、心律紊乱等症状，可因心律紊乱和呼吸肌麻痹而死亡；长期接触氯化钡容易出现气促、口腔粘膜肿胀糜烂、心动过速、血压增高、脱发等症状，因此氯化钡必须储存在阴凉、通风的仓间内，以免对周边环境产生安全、环保问题。在精铝生产过程产生有大量可溶性含钡废渣。可溶性含钡废渣在堆存过程中，经过雨水渗透可溶性钡盐会转入地下水和地表水中，对周边的环境安全产生较大的影响，同时也造成了资源的浪费。本申请针对精铝生产过程中产生的可溶性含钡废渣，专利技术了一种综合利用的设备，实现废渣的综合利用，降低和消除废渣对周边环境的危害，实现精铝生产过程中安全、资源循环利用和可持续发展的目标。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种易于控制操作的综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备。为解决上述问题，本技术所述的一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备，其特征在于该设备包括氟离子回收系统、浸出液分离系统、铁铝分离系统和钠钡分离系统；所述浸出液分离系统分别与所述氟离子回收系统、铁铝分离系统和钠钡分离系统相连；所述铁铝分离系统与所述钠钡分离系统相连。所述氟离子回收系统包括上料机I、酸浸罐、压滤机I和盐酸储罐I ;所述上料机I的一端与含钡废渣和氯化钙混合料堆相接，其另一端设在所述酸浸罐的上方，该酸浸罐分别通过管道与所述压滤机I和所述盐酸储罐I相连；所述压滤机I与所述浸出液分离系统相连；所述酸浸罐内设有电动搅拌机I，该酸浸罐与所述压滤机I或所述盐酸储罐I之间的管道上均设有泵I。所述浸出液分离系统包括氧化除杂槽、高温除杂槽、中和槽、压滤机Π双氧水储罐、氨水储罐、盐酸储罐Π、碱液池I和压滤机ΠΙ ;所述氧化除杂槽的底部一侧与所述氟离子回收系统相连，其顶部分别通过管道与所述压滤机Π、双氧水储罐、氨水储罐相连；所述压滤机Π的底部分别与所述铁铝分离系统、高温除杂槽相连，该高温除杂槽顶部分别通过管道与所述碱液池I、压滤机ΠΙ相连；所述压滤机ΠΙ的底部与所述中和槽相连，该中和槽顶部分别通过管道与所述盐酸储鋪'Π、钠钡分离系统相连；所述氧化除杂槽内设有电动搅拌机Π该氧化除杂槽与所述压滤机Π或双氧水储罐或氨水储罐之间的管道上均设有泵Π;所述高温除杂槽内设有电动搅拌机ΠΙ，该高温除杂槽与所述碱液池I或所述压滤机ΠΙ之间的管道上均设有泵ΠΙ所述中和槽内设有电动搅拌机IV，该中和槽与所述盐酸储歸Π或所述钠钡分离系统之间的管道上均设有泵IV。所述铁铝分离系统包括分解槽、沉淀槽Π、压滤机V、碱液池Π盐酸储罐IV、上料机m和压滤机VI;所述上料机πι的一端与所述浸出液分离系统相连，其另一端设在所述分解槽的上方，该分解槽分别通过管道与所述碱液池Π、压滤机V相连;所述压滤机V的底部通过管道与所述沉淀槽Π相连，该沉淀槽Π顶部分别通过管道与所述盐酸储罐IV、压滤机VI相连；所述压滤机YI的底部与所述钠钡分离系统相连；所述分解槽内设有电动搅拌机V,该分解槽与所述碱液池Π或所述压滤机V之间的管道上均设有泵νπ ;沉淀槽Π内设有电动搅拌机\ ,该沉淀槽Π顶部与所述盐酸储罐IV或所述压滤机VI之间的管道上均设有泵Λ Π。所述钠钡分离系统包括沉淀槽I、酸解槽、两个浓缩结晶槽、压滤机IV、两台干燥设备、两个盐酸储罐ΠΙ和上料机Π ;所述上料机I[的一端与碳酸钠料堆相接，其另一端设在所述沉淀槽I的上方，该沉淀槽I分别通过管道与所述浸出液分离系统、压滤机IV相连；所述压滤机IV的底部分别与所述酸解槽、其中一个浓缩结晶槽相连，该浓缩结晶槽通过管道分别与所述一个盐酸储罐III和所述铁铝分离系统相连；所述酸解槽分别通过管道与所述另一个盐酸储ifni、另一个浓缩结晶槽相连；所述两个浓缩结晶槽与所述两台干燥设备一一对应相连，所述沉淀槽I内设有电动搅拌机Vn,该沉淀槽I与所述压滤机IV之间的管道上均设有泵V ;所述酸解槽内设有电动搅拌机\ Π，该酸解槽与所述另一个盐酸储罐ΠΙ或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种综合回收利用精铝生产过程中含钡废渣的设备，其特征在于：该设备包括氟离子回收系统（1）、浸出液分离系统（2）、铁铝分离系统（3）和钠钡分离系统（4）；所述浸出液分离系统（2）分别与所述氟离子回收系统（1）、铁铝分离系统（3）和钠钡分离系统（4）相连；所述铁铝分离系统（3）与所述钠钡分离系统（4）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：景燕，马军，贾永忠，王小华，姚颖，孙进贺，李磊，林鹏程，田素燕，吕学海，尹刚，
申请(专利权)人：青海省安全生产科学技术中心，青海民族大学，中国科学院青海盐湖研究所，
类型：实用新型
国别省市：