權利要求

1.鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，包括： 將鋁電解大修渣破碎粉化并與氧化劑、催化劑混合均勻獲得第一物料； 對所述第一物料進行濕磨并通入空氣氧化破氰獲得漿料狀態(tài)的第二物料； 將所述第二物料與濃硫酸混合，將混合所述濃硫酸后的所述第二物料進行熱處理脫氟得到第三物料，產(chǎn)生的氟化氫氣體依次通過水和石灰水吸收； 對所述第三物料噴入堿性漿料中和所述第三物料和/或對所述第三物料水洗滌脫除可溶性酸和鹽，得到第四物料； 對所述第四物料進行固液分離，得到水洗渣及水洗液。2.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述水洗液通過蒸發(fā)結晶得到混合硫酸鹽。 3.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述氧化劑為雙氧水、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、次氯酸鈉、漂白粉中的一種或多種。 4.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述催化劑為黃鐵礦、黃銅礦、硫酸銅、硫酸亞鐵中的一種或多種。 5.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述第二物料中的鋁電解大修渣與所述濃硫酸的質量比范圍為0-2。 6.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為150℃～300℃，熱處理時間為30min～480min。 7.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述堿性漿料為石灰石漿料、石灰漿料或碳酸鈉溶液。 8.根據(jù)權利要求7所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，所述第三物料中的鋁電解大修渣與所述堿性漿料的質量比范圍為0-0.5。 9.根據(jù)權利要求1所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，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、碳渣、耐火襯料、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。 10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，其特征在于，通過攪拌磨機、行星磨機、振動磨機或者滾筒磨機對所述第一物料濕磨進行濕磨； 通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉窯、鏈篦機回轉窯或者夾套反應釜實現(xiàn)所述熱處理； 通過板框壓濾機、精密過濾器或者帶式過濾機實現(xiàn)所述固液分離。

說明書

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)保固廢處理技術領域，尤其涉及一種鋁電解大修渣無害化及資源化。

背景技術

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)下進行電化學反應。電解槽作為在高溫、強磁場、強腐蝕下運行的設備，經(jīng)過長時間的運行，電解槽內襯會遭到嚴重破壞而迫使停槽大修，清除的廢內襯材料，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，無機氟化物(不包括氟化鈣)超過100mg/L，氰化物(以CN-計)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，大大超過了標準中規(guī)定的限值。目前國家相關部門已經(jīng)明確規(guī)定必須按照有關規(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)保相關要求。目前已經(jīng)報道的大修渣無害化技術主要為，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，有價氟及其他資源并未得到有效利用和回收。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于解決背景技術中的至少一個技術問題，提供一種鋁電解大修渣無害資源化處理方法。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種鋁電解大修渣無害資源化處理方法，包括：

將鋁電解大修渣破碎粉化并與氧化劑、催化劑混合均勻獲得第一物料；

對所述第一物料進行濕磨并通入空氣氧化破氰獲得漿料狀態(tài)的第二物料；

將所述第二物料與濃硫酸混合，將混合所述濃硫酸后的所述第二物料進行熱處理脫氟得到第三物料，產(chǎn)生的氟化氫氣體依次通過水和石灰水吸收；

對所述第三物料噴入堿性漿料中和所述第三物料和/或對所述第三物料水洗滌脫除可溶性酸和鹽，得到第四物料；

對所述第四物料進行固液分離，得到水洗渣及水洗液。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述水洗液通過蒸發(fā)結晶得到混合硫酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述氧化劑為雙氧水、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、次氯酸鈉、漂白粉中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述催化劑為黃鐵礦、黃銅礦、硫酸銅、硫酸亞鐵中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第二物料中的鋁電解大修渣與所述濃硫酸的質量比范圍為0-2。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述熱處理的溫度為150℃～300℃，熱處理時間為30min～480min。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述堿性漿料為石灰石漿料、石灰漿料或碳酸鈉溶液。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述第三物料中的鋁電解大修渣與所述堿性漿料的質量比范圍為0-0.5。

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、絕熱板等中的一種或多種。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過攪拌磨機、行星磨機、振動磨機或者滾筒磨機對所述第一物料濕磨進行濕磨；

通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉窯、鏈篦機回轉窯或者夾套反應釜實現(xiàn)所述熱處理；

通過板框壓濾機、精密過濾器或者帶式過濾機實現(xiàn)所述固液分離。

根據(jù)本發(fā)明的技術方案，能夠有效地對鋁電解大修渣進行脫氰回收氟，鋁電解大修渣中氰被有效降解，氟以氟化氫和氟化鈣形式得到有效回收，處理后產(chǎn)物達到一般固廢標準，可用于后續(xù)的資源化處理。

附圖說明

圖1示意性表示根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣無害資源化處理方法的流程圖；

圖2示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的鋁電解大修渣無害資源化處理方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將參照示例性實施例來論述本發(fā)明的內容。應當理解，論述的實施例僅是為了使得本領域普通技術人員能夠更好地理解且因此實現(xiàn)本發(fā)明的內容，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”的開放式術語。術語“基于”要被解讀為“至少部分地基于”。術語“一個實施例”和“一種實施例”要被解讀為“至少一個實施例”。

圖1示意性表示根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣無害資源化處理方法的流程圖；圖2示意性表示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的鋁電解大修渣無害資源化處理方法的流程圖。結合圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的鋁電解大修渣無害資源化處理方法，包括以下步驟：

a.將鋁電解大修渣破碎粉化并與氧化劑、催化劑混合均勻獲得第一物料；

b.對第一物料進行濕磨并通入空氣氧化破氰獲得漿料狀態(tài)的第二物料；

c.將第二物料與濃硫酸混合，將混合濃硫酸后的第二物料進行熱處理脫氟得到第三物料，產(chǎn)生的氟化氫氣體依次通過水和石灰水吸收；

d.對第三物料噴入堿性漿料中和第三物料和/或對第三物料水洗滌脫除可溶性酸和鹽，得到第四物料；

e.對第四物料進行固液分離，得到水洗渣及水洗液。

在本實施方式中，含碳水洗渣可用于燃料，不含碳水洗渣用于建材或者直接作為一般固廢處理。

在本實施方式中，水洗液通過蒸發(fā)結晶得到混合硫酸鹽。

在本實施方式中，氧化劑為雙氧水、焦亞硫酸鈉、亞硫酸鈉、次氯酸鈉、漂白粉中的一種或多種，催化劑為黃鐵礦、黃銅礦、硫酸銅、硫酸亞鐵中的一種或多種。

在本實施方式中，第二物料中的鋁電解大修渣與濃硫酸的質量比范圍為0-2。

在本實施方式中，熱處理的溫度為150℃～300℃，熱處理時間為30min～480min。

在本實施方式中，堿性漿料為石灰石漿料、石灰漿料或碳酸鈉溶液，第三物料中的鋁電解大修渣與堿性漿料的質量比范圍為0-0.5。

在本實施方式中，鋁電解大修渣為鋁電解槽維修過程中產(chǎn)生的陰極炭塊、碳渣、耐火襯料、耐火磚、扎糊、保溫磚、耐火粉、耐火灰漿、絕熱板等中的一種或多種，其中陰極炭塊和碳渣處理后可作為碳素使用，耐火襯料處理后可用于水泥建材。

在本實施方式中，通過攪拌磨機、行星磨機、振動磨機或者滾筒磨機對第一物料進行濕磨；

通過輥道窯、隧道窯、酸化焙燒回轉窯、鏈篦機回轉窯或者夾套反應釜實現(xiàn)上述熱處理；

通過板框壓濾機、精密過濾器或者帶式過濾機實現(xiàn)上述固液分離。

根據(jù)本發(fā)明的上述方案，能夠有效地對鋁電解大修渣進行脫氰回收氟，鋁電解大修渣中氰被有效降解，氟以氟化氫和氟化鈣形式得到有效回收，處理后產(chǎn)物達到一般固廢標準，可用于后續(xù)的資源化處理。保證了氰脫除率>90％，氟綜合回收率>80％，大修渣中的氟得到有效回收利用。

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

實施例1

某河南鋁電解廠大修渣(耐火磚)，氟含量23％，氰化物含量0.068mg/g，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表1所示：

表1

在本實施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣無害資源化處理方法對河南鋁電解廠大修渣進行處理，試驗結果如下表2所示：

表2

實施例2

某內蒙古鋁電解廠大修渣(陰極碳塊)，氟含量32％，氰化物含量0.125mg/g，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表3所示：

表3

在本實施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣無害資源化處理方法對內蒙古鋁電解廠大修渣進行處理，試驗結果如下表4所示：

表4

實施例3

某廣西電解廠大修渣(扎糊和保溫磚混合物)，氟含量12％，氰化物含量0.048mg/g，采用圖2所示的工藝流程，具體參數(shù)如下表5所示：

表5

在本實施例中，采用本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣無害資源化處理方法對廣西電解廠大修渣進行處理，試驗結果如下表6所示：

表6

由以上各表可知，基于本發(fā)明的上述方法，在添加酸后熱處理時，氟資源能夠得到有效回收，未添加酸熱處理時，氟資源未得到有效回收。

而且由上可知，本發(fā)明提供的上述鋁電解大修渣無害資源化處理方法處理鋁電解大修渣，氰去除效率>90％，氟綜合回收率>80％，大修渣中的氟得到有效回收。

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

鋁電解大修渣無害化及資源化.pdf