CN111471866A - 一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法,其特征在于:该方法主要包括如下步骤:(1)废铝原料入厂检验;(2)废铝原料预处理;(3)预热脱漆;(4)熔炼;(5)调质精炼;(6)回转炉及铝灰无害化处理,本发明可有效的对废铝原料进行回收利用,减少了废铝资源的浪费,在处理的过程中减少了环境污染,提高了熔炼铝水的纯度,并且结合铝灰无害化处理方法,其处理量大,可处理电解铝铝灰、再生铝铝灰、收尘灰等铝灰,除氟效率高(一般大于99%),不排含氟废水,无二次污染和设备腐蚀等问题,基建费用和运行费用都较低。

Description

一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法
技术领域
本发明涉及一种废铝回收利用领域,尤其涉及一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法。
背景技术
为了提高回收利用率,一般铝型材生产厂家加工残留下来的废铝都会经过回收,统一送至废铝加工铝棒的厂家进行熔炼重铸。在废铝熔炼过程中,如若不提前除去废铝中的杂质,将严重影响废铝中熔炼的品质,因此在熔炼废铝时应把杂质剔除,提高废铝熔炼的品质。
另外,在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。作为铝工业主要的副产品,铝灰产生于所有铝发生熔融的工序,其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1~12%。以往,人们把铝灰看做废渣而堆弃,此举不仅造成铝资源浪费还会带来环境问题。
因此,寻找经济有效的方法加以利用和治理铝灰,不仅将提高铝行业的经济效益,在实现资源的有效循环利用的同时,还将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题,提供一种将危险废物电解铝铝灰进行无害化处理的方法。
本发明的技术方案是:一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法,其特征在于:该方法主要包括如下步骤:
(1)废铝原料入厂检验
废铝料运入厂区内首先进行分析检测,包括进厂货箱监测和废铝料入炉前监测,检测不合格直接退回供货商;严格控制进炉前废铝料中重金属含量,符合要求的原料送入资材处理车间封闭料格内进行堆放,不符合要求的货物返回供货商;
(2)废铝原料预处理
原料预处理工序设置在封闭的资材处理车间内,本步骤中共设置3套全自动废铝原料撕碎-筛分-风选-磁选-涡电流选设备,每套预处理设备包含2条预处理生产线,分别处理打包成块的废铝原料和零散的废铝原料;
(3)预热脱漆
本步骤预热阶段采用脱漆滚筒,预热过程同时实现了废铝原料的预热和废铝原料脱漆;预热脱漆工序仅在开车阶段炉子升温、尚未进料时,滚筒预热废气直接进入生产线废气处理***,而不经过燃烧室二次处理。本步骤中采用一种中央蓄热式热交换***,可实现烟气从炉膛引出时经蓄热体换热后迅速从900℃以上在1s内降低至230℃以下,被急速冷却后的烟气避免了二噁英物质的重新合成;
(4)熔炼
本步骤采用双室反射熔炼炉,是将传统反射炉用隔墙分为加热室和投料室两个炉室,主要由加热室、投料(扒渣)室、铝液循环***、蓄热式燃烧***、控制***、加料***等几部分组成;
加热室的主要作用是提供熔炼的主要能源,并将铝液温度和化学成分调整合适后放出;投料(扒渣)室主要用于废铝料的加料熔化,其与加热室被一上下均有通道的隔墙隔开,两通道分别用于烟气和铝液通过;
(5)调质精炼
在熔炼结束后进入调质精炼工序,调质精炼工序在熔炼炉和保温炉中均可进行;铝液在调质精炼工序需要停留约 2h,保持熔池温度在 680~750℃,炉膛温度在 800~1000℃;炉液先后经过搅拌、调质、除气、静置、扒渣、保温工序,添加剂由氮气作为载气通入铝液;
(6)回转炉及铝灰无害化处理
本步骤每条生产线配套设置2台3t回转炉、1台冷灰筒、1套铝灰破碎/筛分***、1套铝灰无害化处理***,用于回收炉渣中的金属铝及铝灰、收尘灰、电解铝铝灰、再生铝铝灰的无害化处理;
熔炼炉、精炼保温炉内除铝液外,还产生炉渣;熔炼及精炼炉产生的扒渣中含有约30%~50%的金属铝,机械扒渣后的热铝渣被送入配套的铝渣回转炉;进一步回收其中的金属铝。本项目每条生产线设置2台3t回转炉;用于处理铝渣,回收金属铝。
优选地,所述步骤(2)包括如下工序:
首先,废铝原料被送入预处理设备进行撕碎,撕碎后尺寸在2~10cm之间;
之后,撕碎后铝料经筛料滚筒进行废铝料粒度分选,大粒径铝料返回撕碎机再处理;
之后,筛分合格的铝料通过磁选机在磁力作用下从废铝料中分选出铁磁性夹杂物和带有大量铁镶嵌物的杂质;
最后,物料经涡电流分选出其他金属杂质,废铝料经预处理后,再经人工分选,分类堆放于料格。
优选地,所述步骤(4)包括如下工序:
本步骤包括如下工艺:
①投料:经预热脱漆后的细碎废铝料采用振动给料机、皮带输送机通过密闭管道送至漩涡加料井,散碎的废铝料被迅速卷入高温铝液涡流内快速熔化;漩涡井加料方式可实现连续自动给料,避免了炉门的频繁开关,可最大程度地降低炉门开启时的能源消耗、烟气散逸;
②熔化:熔炼炉(100T)侧壁 2 个烧嘴喷入天然气,在炉膛内燃烧,熔池温度保持在720~810℃,炉膛温度 900~1050℃;加料后,投料室炉门关闭,废铝料被熔池熔化;本步骤熔炼炉以天然气为燃料,一个生产周期熔炼时间约6小时;双室炉以铝液作为熔池,经过预热的炉料直接进入熔池内熔化;
优选地,所述步骤(6)中对所收集的铝灰进行干法除氟脱氮铝灰无害化处理,包括如下工艺:
①在回转炉加热炉渣作为初始热源,采取直接加热的方式热处理,温度控制在900-1200℃;
②启动回转炉使其开始按照一定的转速进行转动,同时逐步加入上述所收集的细铝灰,并以3-5m³/小时通入压缩空气,辅助炉内充分燃烧。
③当回转炉连续转动燃烧3小时直到金属铝完全燃烧后,停止转动;
④经完全燃烧后的铝灰送至冷灰***进行降温;
⑤待铝灰冷却到常温后用即为无害化的铝灰,该铝灰直接用吨袋包装,可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
本发明可有效的对废铝原料进行回收利用,减少了废铝资源的浪费,在处理的过程中减少了环境污染,提高了熔炼铝水的纯度,并且结合铝灰无害化处理方法,其处理量大,可处理电解铝铝灰、再生铝铝灰、收尘灰等铝灰,除氟效率高(一般大于99%),不排含氟废水,无二次污染和设备腐蚀等问题,基建费用和运行费用都较低。
在对电解铝铝灰进行处理时,可采用钙系列化合物做净化剂最合适,其中钙系列化合物的表面积大、微孔多、吸附力强,含氟烟气经过净化剂,氟被吸附在净化剂表面,形成的氟化物可回收,净化后的气体再经除尘过滤器分离达标排出,固氟后的无害化细粉经包装后可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
附图说明
图1 为本发明的流程图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、技术特征、发明目的与技术效果易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
参考图1,一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法,其特征在于:该方法主要包括如下步骤:
(1)废铝原料入厂检验
主要原料为废铝易拉罐和部分废铝,经供货商初步分拣后运送至厂区。废铝料运入厂区内首先进行分析检测,包括进厂货箱监测和废铝料入炉前监测,检测不合格直接退回供货商;严格控制进炉前废铝料中的有机质含量、铅、铬等重金属含量(进炉前废铝料中的铅含量控制在0.01%以下,并对废铝料中重金属含量进行检测,符合要求的原料送入资材处理车间封闭料格内进行堆放,不符合要求的货物返回供货商。
(2)废铝原料预处理
原料预处理工序设置在封闭的资材处理车间内,本步骤中共设置3套全自动废铝原料撕碎-筛分-风选-磁选-涡电流选设备,每套预处理设备包含2条预处理生产线,分别处理打包成块的废铝原料和零散的废铝原料。
本步骤主要包括如下工艺:
首先,废铝原料被送入预处理设备进行撕碎,撕碎后尺寸在2~10cm之间。
之后,撕碎后铝料经筛料滚筒进行废铝料粒度分选,大粒径铝料返回撕碎机再处理。
之后,筛分合格的铝料通过磁选机在磁力作用下从废铝料中分选出铁磁性夹杂物和带有大量铁镶嵌物的杂质。
最后,物料经涡电流分选出其他金属杂质,废铝料经预处理后,再经人工分选,分类堆放于料格。
(3)预热脱漆
本步骤预热阶段采用脱漆滚筒,预热过程同时实现了废铝原料的预热和废铝原料脱漆。
本实施例中的滚筒脱漆技术是火法处理技术,预热滚筒为密闭负压设计,废铝碎片经上料输送带自动落入烘干滚筒受料口后进入滚筒内,使用蓄热式双室熔铝炉辅助排烟通道引出的高温烟气进入烘干滚筒内对物料进行加热,温度控制在 350℃-400℃左右,铝片在炉内迅速升温,在短时间内达到除漆温度,致使铝料表面的漆层分解、碳化。
由于预热滚筒以一定的速度旋转,使得物料之间相互碰撞和摩擦,涂层逐渐碳化脱落。并且在此过程中废铝中的残留的水分也得到烘干,消除了后续工序的熔炼过程中的水和铝水起反应的可能,使冶炼质量和生产的安全得到保证。预热滚筒内废铝漆层分解、碳化产生的H2、CO及有机气体被引入配套的燃烧室,脱漆废气达到一定浓度会自行燃烧,燃烧后的废气又进入双室炉蓄热室,二次燃烧后和双室炉燃烧废气一起进入废气处理***,完成预热脱漆后的铝片从烘干滚筒出口落入熔炼炉进料***。
预热脱漆工序仅在开车阶段炉子升温、尚未进料时,滚筒预热废气直接进入生产线废气处理***,而不经过燃烧室二次处理。本步骤中采用一种中央蓄热式热交换***,可实现烟气从炉膛引出时经蓄热体换热后迅速从900℃以上在1s内降低至230℃以下,被急速冷却后的烟气避免了二噁英物质的重新合成。
双室炉蓄热室的工作原理为:
①当冷空气经过蓄热室 B,吸收蓄热体的热量升温到 900℃以上(比炉温低 50~100℃)进入炉内给燃料助燃,维持炉内燃烧温度维持在 1000℃左右,1050℃以下,根据二噁英(PCDD/Fs )在700~800℃即可高温分解特性,本步骤熔炼炉燃烧温度在 1000℃左右,PCDD/Fs 几乎完成分解;
②炉内热烟气引入蓄热室A,热量被蓄热体吸收,烟气温度迅速降低到230℃以下排放,烟气在蓄热体中的冷却时间<1s;
③蓄热室A蓄热完成时恰好蓄热室B被室温空气冷却完成,换向阀换向,冷空气流经蓄热室A预热升温到900℃以上吹入炉内助燃;
④热烟气流经蓄热室B放热降温排放;
⑤如此换向阀循环切换,两个蓄热室蓄热、放热交替进行,助燃风始终保持在900℃以上,排放烟气始终在230℃以下。整个过程燃料喷枪连续向炉内喷入燃料燃烧,燃烧连续稳定。而蓄热体将烟气降温过程中蓄积的热量,在下一个运转周期中,又将热量传递给助燃空气回到炉内。
(4)熔炼
本步骤采用双室反射熔炼炉,是将传统反射炉用隔墙分为加热室和投料室两个炉室,主要由加热室、投料(扒渣)室、铝液循环***、蓄热式燃烧***、控制***、加料***等几部分组成。
加热室的主要作用是提供熔炼的主要能源,并将铝液温度和化学成分调整合适后放出。投料(扒渣)室主要用于废铝料的加料熔化,其与加热室被一上下均有通道的隔墙隔开,两通道分别用于烟气和铝液通过。
铝液循环***主要由投料室熔池、加热室熔池构成,机械式铝液泵驱动铝合金液由加热室熔池经泵井进入到投料室,将加热室的能量传递到投料(扒渣)室,使投料(扒渣)室的铝液温度逐步升高,为废铝料熔化提供主要热源。投料(扒渣)室的铝液再经两室隔墙上的铝液通道回到加热室,从而完成一个铝液循环过程,这种铝液循环所产生的强制搅拌作用使得熔池铝液的温度和化学成分更加均匀。
该***中的机械式铝液泵井的特殊结构使高速流动的铝液在此形成了漩涡,即漩涡井,可以用来加入散碎物料。熔炼炉采用石墨搅拌技术进行搅拌,利用石墨泵带动铝水对熔炼炉内的原料进行旋转,从而生产过程烧损大大降低,提高回收率。
本步骤包括如下工艺:
①投料:经预热脱漆后的细碎废铝料采用振动给料机、皮带输送机通过密闭管道送至漩涡加料井,散碎的废铝料被迅速卷入高温铝液涡流内快速熔化。漩涡井加料方式可实现连续自动给料,避免了炉门的频繁开关,可最大程度地降低炉门开启时的能源消耗、烟气散逸。
②熔化:熔炼炉(100T)侧壁 2 个烧嘴喷入天然气,在炉膛内燃烧,熔池温度保持在720~810℃,炉膛温度 900~1050℃。加料后,投料室炉门关闭,废铝料被熔池熔化。本项目熔炼炉以天然气为燃料,一个生产周期熔炼时间约6小时。双室炉以铝液作为熔池,经过预热的炉料直接进入熔池内熔化。这样,减少了炉料与火焰和炉气的接触,从而减少烧损,提高铝的回收率。
(5)调质精炼
在熔炼结束后进入调质精炼工序,调质精炼工序在熔炼炉和保温炉中均可进行。铝液在调质精炼工序需要停留约 2h,保持熔池温度在 680~750℃,炉膛温度在 800~1000℃。炉液先后经过搅拌、调质、除气、静置、扒渣、保温等工序,添加剂(除气剂、除渣剂)由氮气作为载气通入铝液。
本步骤采用的除气***,可实现铝液的连续除气,有去除氢气、碱性金属和夹杂物的能力,达到净化铝合金液的目的。本步骤所用除渣剂由多种氯化物和氟化物组成,除渣剂进入铝熔体后,在高温作用下发生分解,与铝熔体反应生成气体,如 HCl,熔体中的氢原子扩散进这些气泡中被带走,气泡在上浮的过程中还可捕获夹杂、浮渣等,起到净化的作用,除渣剂加入后氯化物、氟化物和铝熔体发生下列化学反应:
nAl+3MeCln(MeFn)= nAlCl3(AlF3)+3Me
该除渣剂除了具有效果显著的除渣作用外,还兼有除气和覆盖作用,其中除气率达到81.5%。
经过调质精炼后,进一步经过检验合格的铝液流入保温炉进行保温,根据客户需要,将保温炉中的铝液以汤包的形式交由客户使用。熔炼炉及保温炉内除铝液外,尚有部分炉渣。通过机械方式清除浮渣(俗称“扒渣”)。累计扒渣时间约0.75h。
本项目双室炉及保温炉均采用天然气为燃料,燃烧烟气经排风***收集。熔炼、精炼过程中会产生的高温熔炼烟气,炉门上方设置有排烟罩及机械排风***,将熔炼、精炼废气和燃烧烟气一并收集进废气处理***处理。
(6)回转炉及铝灰无害化处理
本步骤每条生产线配套设置2台3t回转炉(一用一备)、1台冷灰筒、1套铝灰破碎/筛分***、1套铝灰无害化处理***,用于回收炉渣中的金属铝及铝灰、收尘灰、电解铝铝灰、再生铝铝灰的无害化处理。
熔炼炉、精炼保温炉内除铝液外,还产生炉渣。熔炼及精炼炉产生的扒渣中含有约30%~50%的金属铝,机械扒渣后的热铝渣被送入配套的铝渣回转炉(3t)进一步回收其中的金属铝。本项目每条生产线设置2台3t回转炉(一用一备)用于处理铝渣,回收金属铝。
回转炉以铝渣自燃放出的热量为能源进行熔炼,回转炉熔炼过程中炉内温度控制在700~850℃,回收的铝液返回熔炼炉再利用,剩余的铝灰经铝灰冷却设备(冷灰筒)冷却后,进入铝灰破碎/筛分***进行破碎、分级分粒。铝灰经破碎/筛分***处理后,粒径较大的颗粒铝返回回转炉(3t)再次回收金属铝,剩余铝灰进铝灰无害化处理***处理。
对所收集的铝灰进行干法除氟脱氮铝灰无害化处理,该步骤包括:
①在回转炉加入钙系列化合物并热炉渣作为初始热源,采取直接加热的方式热处理,温度控制在900-1200℃;
②启动回转炉使其开始按照一定的转速进行转动,同时逐步加入上述所收集的细铝灰,并以3-5m³/小时通入压缩空气,辅助炉内充分燃烧。
③当回转炉连续转动燃烧3小时直到金属铝完全燃烧后,停止转动;
④经完全燃烧后的铝灰送至冷灰***进行降温;
⑤待铝灰冷却到常温后用即为无害化的铝灰,该铝灰直接用吨袋包装,可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
本发明中的钙系列化合物为氧化钙、氢氧化钙、或碳酸钙;为吸收剂的干式处理氟气,可以减少毒性与腐蚀性气体泄漏、腐蚀 管线、酸性废水处理等问题。
钙系列化合物、细铝灰、除尘器收集的收尘灰一并进入铝灰无害化***的回转炉,进行高温除铝、脱氮、固氟。在回转炉加入热炉渣作为初始热源,采取直接加热,温度控制在900-1200℃的方式进行热处理。
本步骤中的铝灰无害化处理的工作原理为:
热炉渣→加入钙系列化合物(氧化钙、氢氧化钙、或碳酸钙)、细铝灰、除尘器收集的收尘灰(金属铝会自行燃烧升温)→通入空气进行贫氧燃烧→连续转动燃烧3-6小时→倒出热铝灰进入冷灰***(进行降温)。
本步骤中的冷灰***工作原理:进料→冷却水间接降温→冷灰出料。
对本发明中无害化原理的说明如下:
①除铝
在回转炉的高温条件下,金属铝自燃,生成氧化铝。
②脱氮
控制回转炉的温度(控制在1000℃),进行贫氧燃烧,使铝灰中的氮化铝(AlN)在高温条件下发生氧化反应,得到>70%纯度的三氧化二铝。
在设定工艺、温度条件下使铝灰中氮化铝的氮元素90%以上转化成氮气,其余氮元素转化为NOx。脱氨工序涉及的主要化学反应为:
AlN+O2→Al2O3+N2+NOX
4AlN+3O2→2Al2O3+2N2
③干法固氟
投入回转炉中的钙系列化合物(氧化钙、氢氧化钙、或碳酸钙),在高温下与细铝灰中可析出的氟元素发生固氟反应,转化为不溶性的氟化钙CaF2)。
固氟工序涉及的主要化学反应为:
CaO + Na2SiF6 + H2O → CaSiF6↓+ 2NaOH
CaO + 2NaF + H2O → CaF2↓+ 2NaOH
固氟后的无害化细粉经包装后可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
本实施例中的,铝灰无害化处理***由2台5t回转炉(一用一备)和1台铝灰冷却设备(冷灰筒)组成。
本实施例中每条生产线配置2台5t回转炉(一用一备)用于进一步无害化处理该生产线废气处理***的收尘灰和经破碎/筛分处理后的铝灰。
回转炉(5t)以铝灰自燃放出的热量为能源进行燃烧反应,燃烧温度能够达到1200℃左右,收尘灰和铝灰中的金属铝燃烧后转化为Al2O3,氮化铝(AlN)燃烧后转化为Al2O3和氮氧化物,收尘灰中的活性炭燃烧后转化为碳氧化合物,活性炭喷射的二噁英被高温分解进入废气,氟化物和氯化物燃烧后一部分进入废气,该过程实现了铝灰和收尘灰的无害化处理。
因此,经回转炉(5t)高温燃烧处理后最终残余的废灰(细灰)的主要成分为Al2O3。经回转炉(5t)燃烧处理后的细灰被送入冷灰筒进行冷却。经冷却后的细灰直接装入吨袋密封收集后在厂内暂存,并进行危废属性鉴别,根据鉴别结果合理处置。
本实施例中的回转炉、铝灰冷却、破碎/筛分及无害化处理***成套设备均为密闭设计,可有效防止粉尘无组织排放,加料端和出料端设集气罩和抽风装置,废气并入熔炼生产线废气处理***一并处理。
本发明的特点如下:
处理量大,除氟效率高(一般大于99%),不排含氟废水,无二次污染和设备腐蚀等问题,基建费用和运行费用都较低。
采用钙系列化合物(氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙)做净化剂最合适,其中钙系列化合物的表面积大、微孔多、吸附力强,含氟烟气经过净化剂,氟被吸附在净化剂表面,形成的氟化物可回收,净化后的气体再经除尘过滤器分离达标排出。固氟后的无害化细粉经包装后可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
综上所述仅为本发明较佳的实施例,并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰,皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (4)

1.一种废铝原料回收利用及无害化处理的方法,其特征在于:该方法主要包括如下步骤:
(1)废铝原料入厂检验
废铝料运入厂区内首先进行分析检测,包括进厂货箱监测和废铝料入炉前监测,检测不合格直接退回供货商;严格控制进炉前废铝料中重金属含量,符合要求的原料送入资材处理车间封闭料格内进行堆放,不符合要求的货物返回供货商;
(2)废铝原料预处理
原料预处理工序设置在封闭的资材处理车间内,本步骤中共设置3套全自动废铝原料撕碎-筛分-风选-磁选-涡电流选设备,每套预处理设备包含2条预处理生产线,分别处理打包成块的废铝原料和零散的废铝原料;
(3)预热脱漆
本步骤预热阶段采用脱漆滚筒,预热过程同时实现了废铝原料的预热和废铝原料脱漆;预热脱漆工序仅在开车阶段炉子升温、尚未进料时,滚筒预热废气直接进入生产线废气处理***,而不经过燃烧室二次处理;
本步骤中采用一种中央蓄热式热交换***,可实现烟气从炉膛引出时经蓄热体换热后迅速从900℃以上在1s内降低至230℃以下,被急速冷却后的烟气避免了二噁英物质的重新合成;
(4)熔炼
本步骤采用双室反射熔炼炉,是将传统反射炉用隔墙分为加热室和投料室两个炉室,主要由加热室、投料(扒渣)室、铝液循环***、蓄热式燃烧***、控制***、加料***等几部分组成;
加热室的主要作用是提供熔炼的主要能源,并将铝液温度和化学成分调整合适后放出;投料(扒渣)室主要用于废铝料的加料熔化,其与加热室被一上下均有通道的隔墙隔开,两通道分别用于烟气和铝液通过;
(5)调质精炼
在熔炼结束后进入调质精炼工序,调质精炼工序在熔炼炉和保温炉中均可进行;铝液在调质精炼工序需要停留约 2h,保持熔池温度在 680~750℃,炉膛温度在 800~1000℃;炉液先后经过搅拌、调质、除气、静置、扒渣、保温工序,添加剂由氮气作为载气通入铝液;
(6)回转炉及铝灰无害化处理
本步骤每条生产线配套设置2台3t回转炉、1台冷灰筒、1套铝灰破碎/筛分***、1套铝灰无害化处理***,用于回收炉渣中的金属铝及铝灰、收尘灰、电解铝铝灰、再生铝铝灰的无害化处理;
熔炼炉、精炼保温炉内除铝液外,还产生炉渣;熔炼及精炼炉产生的扒渣中含有约30%~50%的金属铝,机械扒渣后的热铝渣被送入配套的铝渣回转炉;进一步回收其中的金属铝;
本项目每条生产线设置2台3t回转炉;用于处理铝渣,回收金属铝。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(2)包括如下工序:
首先,废铝原料被送入预处理设备进行撕碎,撕碎后尺寸在2~10cm之间;
之后,撕碎后铝料经筛料滚筒进行废铝料粒度分选,大粒径铝料返回撕碎机再处理;
之后,筛分合格的铝料通过磁选机在磁力作用下从废铝料中分选出铁磁性夹杂物和带有大量铁镶嵌物的杂质;
最后,物料经涡电流分选出其他金属杂质,废铝料经预处理后,再经人工分选,分类堆放于料格。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(4)包括如下工序:
本步骤包括如下工艺:
①投料:经预热脱漆后的细碎废铝料采用振动给料机、皮带输送机通过密闭管道送至漩涡加料井,散碎的废铝料被迅速卷入高温铝液涡流内快速熔化;漩涡井加料方式可实现连续自动给料,避免了炉门的频繁开关,可最大程度地降低炉门开启时的能源消耗、烟气散逸;
②熔化:熔炼炉(100T)侧壁 2 个烧嘴喷入天然气,在炉膛内燃烧,熔池温度保持在720~810℃,炉膛温度 900~1050℃;加料后,投料室炉门关闭,废铝料被熔池熔化;本步骤熔炼炉以天然气为燃料,一个生产周期熔炼时间约6小时;双室炉以铝液作为熔池,经过预热的炉料直接进入熔池内熔化。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述步骤(6)中对所收集的铝灰进行干法除氟脱氮铝灰无害化处理,包括如下工艺:
①在回转炉加热炉渣作为初始热源,采取直接加热的方式热处理,温度控制在900-1200℃;
②启动回转炉使其开始按照一定的转速进行转动,同时逐步加入上述所收集的细铝灰,并以3-5m³/小时通入压缩空气,辅助炉内充分燃烧;
③当回转炉连续转动燃烧3小时直到金属铝完全燃烧后,停止转动;
④经完全燃烧后的铝灰送至冷灰***进行降温;
⑤待铝灰冷却到常温后用即为无害化的铝灰,该铝灰直接用吨袋包装,可作为混凝土路面砖、耐火材料的原料使用。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112280985A (zh) * 2020-10-07 2021-01-29 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN113293302A (zh) * 2021-06-02 2021-08-24 洛阳托普热能技术有限公司 废旧铝轮毂再利用生产线及其生产方法
CN113654358A (zh) * 2021-08-26 2021-11-16 肇庆市大正铝业有限公司 一种铝二次资源熔炼烟气余热循环脱漆快速降解二噁英的***及方法
CN115058614A (zh) * 2022-08-05 2022-09-16 广东鸿邦金属铝业有限公司 一种高强高导热铝合金的制备方法及熔炼装置
CN116103510A (zh) * 2022-12-08 2023-05-12 秦皇岛信宝资源循环科技有限公司 一种循环复合式铝熔炼工艺
RU2806659C1 (ru) * 2022-10-10 2023-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" Способ термообработки натриево-калиевой глиноземсодержащей шихты

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4113832A (en) * 1977-11-28 1978-09-12 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Process for the utilization of waste materials from electrolytic aluminum reduction systems
CN102392139A (zh) * 2011-11-23 2012-03-28 江西万泰铝业有限公司 一种利用回转炉处理冷铝灰渣的工艺
CN103361487A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝的生产方法
CN109136586A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 四会市华永兴再生资源有限公司 一种再生铝熔炼工艺
CN111139371A (zh) * 2018-11-06 2020-05-12 临沂利信铝业有限公司 一种绿色低成本再生铝合金制备方法及装备
CN111170325A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 郑州大学 一种铝灰脱氮固氟同步制备沸石的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4113832A (en) * 1977-11-28 1978-09-12 Kaiser Aluminum & Chemical Corporation Process for the utilization of waste materials from electrolytic aluminum reduction systems
CN102392139A (zh) * 2011-11-23 2012-03-28 江西万泰铝业有限公司 一种利用回转炉处理冷铝灰渣的工艺
CN103361487A (zh) * 2013-07-22 2013-10-23 南南铝业股份有限公司 再生铝的生产方法
CN109136586A (zh) * 2018-09-11 2019-01-04 四会市华永兴再生资源有限公司 一种再生铝熔炼工艺
CN111139371A (zh) * 2018-11-06 2020-05-12 临沂利信铝业有限公司 一种绿色低成本再生铝合金制备方法及装备
CN111170325A (zh) * 2020-01-19 2020-05-19 郑州大学 一种铝灰脱氮固氟同步制备沸石的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
中国环保产业协会编: "《国家重点环境保护实用技术及示范工程汇编 2013》", 30 September 2014, 中国环境出版社 *
唐铃虹: "铝灰渣中氮化铝在焙烧与水解过程中转化的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 *
姜玉敬等编著: "《再生铝产业研究与生产技术》", 30 April 2018, 冶金工业出版社 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112280985A (zh) * 2020-10-07 2021-01-29 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN112280985B (zh) * 2020-10-07 2022-03-18 东北大学 一种采用回收铝制造高强韧铝合金的方法
CN113293302A (zh) * 2021-06-02 2021-08-24 洛阳托普热能技术有限公司 废旧铝轮毂再利用生产线及其生产方法
CN113654358A (zh) * 2021-08-26 2021-11-16 肇庆市大正铝业有限公司 一种铝二次资源熔炼烟气余热循环脱漆快速降解二噁英的***及方法
CN115058614A (zh) * 2022-08-05 2022-09-16 广东鸿邦金属铝业有限公司 一种高强高导热铝合金的制备方法及熔炼装置
CN115058614B (zh) * 2022-08-05 2022-11-08 广东鸿邦金属铝业有限公司 一种高强高导热铝合金的制备方法及熔炼装置
RU2806659C1 (ru) * 2022-10-10 2023-11-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" Способ термообработки натриево-калиевой глиноземсодержащей шихты
CN116103510A (zh) * 2022-12-08 2023-05-12 秦皇岛信宝资源循环科技有限公司 一种循环复合式铝熔炼工艺

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