權(quán)利要求

1.鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，包括： 將鋁電解大修渣粉碎，粉碎后的鋁電解大修渣與礦冶廢渣及添加劑混合均勻獲得第一物料； 對混合后的第一物料進(jìn)行熱處理得到第二物料； 將第二物料破碎粉化后通過水洗處理得到第三物料，對所述第三物料進(jìn)行固液分離得到水洗渣及含有有價金屬的浸出液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述水洗渣包括鋁硅酸鹽。 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述浸出液通過蒸發(fā)結(jié)晶分鹽得到有價的工業(yè)級鉀、鋰和鋁硫酸鹽。 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述鋁電解大修渣為鋁電解槽維修過程中產(chǎn)生的陰極炭塊、耐火磚、扎糊、保溫磚、耐火粉、耐火灰漿、絕熱板中的一種或多種。 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述礦冶廢渣為各類選礦尾礦、火法冶煉及濕法冶煉的廢渣。 6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述礦冶廢渣為赤泥、鋰礦浸出渣或煤矸石。 7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述添加劑為硫酸鈉、硫酸鉀、石灰石、石灰中的一種或多種。 8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述第一物料中的鋁電解大修渣與礦冶廢渣的質(zhì)量比范圍為0.5-5。 9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為600℃～1200℃，熱處理時間為30min～480min。 10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，其特征在于，通過攪拌磨機(jī)、行星磨機(jī)、振動磨機(jī)或滾筒磨機(jī)對鋁電解大修渣、礦冶廢渣及添加劑的混合物料進(jìn)行破碎粉化并混合均勻得到所述第一物料； 通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉(zhuǎn)窯或鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯實(shí)現(xiàn)所述熱處理； 通過板框壓濾機(jī)、精密過濾器或帶式過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)所述固液分離。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)保固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電解鋁，采用冰晶石—氧化鋁熔鹽電解法，以氧化鋁為原料，冰晶石為熔劑，電能為熱源，碳素材料分別為陰陽兩極，在高溫熔鹽狀態(tài)下進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。電解槽作為在高溫、強(qiáng)磁場、強(qiáng)腐蝕下運(yùn)行的設(shè)備，經(jīng)過長時間的運(yùn)行，電解槽內(nèi)襯會遭到嚴(yán)重破壞而迫使停槽大修，清除的廢內(nèi)襯材料，即為電解槽大修渣(大修渣)，大修渣主要包括陰極炭塊、耐火磚、扎糊、保溫磚、耐火粉、耐火灰漿、絕熱板等。由于長期高溫條件下受到電解質(zhì)液的侵蝕，停槽后的大修渣中含有可溶性氟化物及氰化物，無機(jī)氟化物(不包括氟化鈣)超過100mg/L，氰化物(以CN-計(jì))超過5mg/L即為危險廢物。大修渣浸出液中氟化物的量平均在2500mg/L左右，氰化物的量平均為4mg/L，大大超過了標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值。目前國家相關(guān)部門已經(jīng)明確規(guī)定必須按照有關(guān)規(guī)定處置危險廢物，不得擅自傾倒、堆放，因此現(xiàn)有填埋方式不能滿足國家環(huán)保相關(guān)要求。目前已經(jīng)報道的大修渣無害化技術(shù)主要為，添加次氯酸鈉或者漂白粉氧化氰，添加可溶性鈣鹽或者鋁鹽固氟，除氰固氟性能較好但成本較高。

近年來，我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長，煤炭、電力、冶金、化工等行業(yè)迅猛發(fā)展，產(chǎn)業(yè)水平不斷提高、規(guī)模不斷擴(kuò)大、能力不斷增強(qiáng)，但隨之而來的環(huán)境和資源壓力也在不斷加大。其中，大宗冶金固體廢棄物排放已影響和制約著產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。目前冶金工業(yè)固廢的資源化利用主要以回收有價值金屬為主，以開發(fā)高附加值產(chǎn)品為輔，多方向綜合開發(fā)。但提取有價金屬后的礦渣仍需進(jìn)一步利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決背景技術(shù)中的至少一個技術(shù)問題，提供一種鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，包括：

將鋁電解大修渣粉碎，粉碎后的鋁電解大修渣與礦冶廢渣及添加劑混合均勻獲得第一物料；

對混合后的第一物料進(jìn)行熱處理得到第二物料；

將第二物料破碎粉化后通過水洗處理得到第三物料，對所述第三物料進(jìn)行固液分離得到水洗渣及含有有價金屬的浸出液。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述水洗渣包括鋁硅酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述浸出液通過蒸發(fā)結(jié)晶分鹽得到有價的工業(yè)級鉀、鋰和鋁硫酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述鋁電解大修渣為鋁電解槽維修過程中產(chǎn)生的陰極炭塊、耐火磚、扎糊、保溫磚、耐火粉、耐火灰漿、絕熱板中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述礦冶廢渣為各類選礦尾礦、火法冶煉及濕法冶煉的廢渣。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述礦冶廢渣為赤泥、鋰礦浸出渣或煤矸石。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述添加劑為硫酸鈉、硫酸鉀、石灰石、石灰中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第一物料中的鋁電解大修渣與礦冶廢渣的質(zhì)量比范圍為0.5-5。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述熱處理的溫度為600℃～1200℃，熱處理時間為30min～480min。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過攪拌磨機(jī)、行星磨機(jī)、振動磨機(jī)或滾筒磨機(jī)對鋁電解大修渣、礦冶廢渣及添加劑的混合物料進(jìn)行破碎粉化并混合均勻；

通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉(zhuǎn)窯或鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)窯實(shí)現(xiàn)所述熱處理；

通過板框壓濾機(jī)、精密過濾器或帶式過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)所述固液分離。

根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，能夠有效熱處理工藝段鋁電解大修渣中氰及氟被分解或與礦渣及固化劑反應(yīng)礦化，大修渣中的氰、氟有害物質(zhì)被有效治理，大修渣及礦冶廢渣中的有價金屬得到有效回收。

附圖說明

圖1示意性表示根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法的流程圖；

圖2示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照示例性實(shí)施例來論述本發(fā)明的內(nèi)容。應(yīng)當(dāng)理解，論述的實(shí)施例僅是為了使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠更好地理解且因此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的內(nèi)容，而不是暗示對本發(fā)明的范圍的任何限制。

如本文中所使用的，術(shù)語“包括”及其變體要被解讀為意味著“包括但不限于”的開放式術(shù)語。術(shù)語“基于”要被解讀為“至少部分地基于”。術(shù)語“一個實(shí)施例”和“一種實(shí)施例”要被解讀為“至少一個實(shí)施例”。

圖1示意性表示根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法的流程圖；圖2示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法的流程圖。結(jié)合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，包括以下步驟：

a.將鋁電解大修渣粉碎，粉碎后的鋁電解大修渣與礦冶廢渣及添加劑混合均勻獲得第一物料；

b.對混合后的第一物料進(jìn)行熱處理得到第二物料；

c.將第二物料破碎粉化后通過水洗處理得到第三物料，對第三物料進(jìn)行固液分離得到水洗渣及含有有價金屬的浸出液。

在本實(shí)施方式中，水洗渣包括用于建材原料的鋁硅酸鹽。

在本實(shí)施方式中，對上述得到的浸出液通過蒸發(fā)結(jié)晶分鹽得到有價的工業(yè)級鉀、鋰和鋁硫酸鹽。

在本實(shí)施方式中，鋁電解大修渣為鋁電解槽維修過程中產(chǎn)生的陰極炭塊、耐火磚、扎糊、保溫磚、耐火粉、耐火灰漿、絕熱板等中的一種或幾種；礦冶廢渣為各類選礦尾礦、火法冶煉及濕法冶煉的廢渣，例如赤泥、鋰礦浸出渣、煤矸石中的一種；添加劑添加劑為硫酸鈉、硫酸鉀、石灰石、石灰中的一種或幾種。

在本實(shí)施方式中，第一物料中的大修渣與礦冶廢渣的質(zhì)量比范圍為0.5-5。

在本實(shí)施方式中，熱處理的溫度為600℃～1200℃，熱處理時間為30min～480min。

在本實(shí)施方式中，通過攪拌磨機(jī)、行星磨機(jī)、振動磨機(jī)或滾筒磨機(jī)對鋁電解大修渣、礦冶廢渣及添加劑的混合物料進(jìn)行破碎粉化并混合均勻得到上述第一物料；；

通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉(zhuǎn)窯、鏈篦機(jī)回轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)上述熱處理；

通過板框壓濾機(jī)、精密過濾器或者帶式過濾機(jī)實(shí)現(xiàn)上述固液分離。

根據(jù)本發(fā)明的上述方案，熱處理工藝段鋁電解大修渣中氰及氟能夠被分解或與礦渣及固化劑反應(yīng)礦化，大修渣中的氰、氟有害物質(zhì)被有效治理，大修渣及礦冶廢渣中的有價金屬得到有效回收。保證了氰脫除率>90％，有害氟固化效率>99％。

為便于理解，本發(fā)明列舉以下實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，以下實(shí)施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，僅用于幫助理解本發(fā)明，因而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

某河南鋁電解廠大修渣(耐火磚)，有害氟含量5％，氰化物含量0.07mg/g，礦渣為鋰云母浸出渣，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表1所示：

表1

在本實(shí)施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法，試驗(yàn)結(jié)果如下表2所示：

表2

實(shí)施例2

某內(nèi)蒙古鋁電解廠大修渣(陰極碳塊)，有害氟含量7％，氰化物含量0.15mg/g，礦渣為赤泥，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表3所示：

表3

在本實(shí)施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法對內(nèi)蒙古鋁電解廠大修渣進(jìn)行處理，試驗(yàn)結(jié)果如下

表4所示：

表4

實(shí)施例3

某廣西電解廠大修渣(扎糊和保溫磚混合物)，有害氟含量8％，氰化物含量0.078mg/g，礦渣為煤矸石，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表5所示：

表5

在本實(shí)施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法對廣西電解廠大修渣進(jìn)行處理，試驗(yàn)結(jié)果如下表6所示：

表6

由上可知，本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法處理鋁電解大修渣，熱處理工藝段鋁電解大修渣中氰及氟被分解或與礦渣及固化劑反應(yīng)礦化，大修渣中的氰、氟有害物質(zhì)被有效治理，大修渣及礦冶廢渣中的有價金屬得到有效回收。保證了氰脫除率>90％，有害氟固化效率>99％。

最后說明的是，以上優(yōu)選實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。

鋁電解大修渣與礦冶廢渣協(xié)同資源化的方法.pdf