CN1583301A - 一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，涉及一种电解生产金属铝过程中废弃的电解槽内衬，特别是包括废阴极炭块、废耐火材料在内的所有废槽内衬的无害化处理方法。以含氧化钙的矿物为反应剂，以含二氧化硅的物料为添加剂，以烟煤为外加燃料，采用回转窑进行热处理，尾气用氧化铝吸附，处理后物料用石灰水淋洗进行二次反应，石灰水循环利用，使废槽衬无害化的方法。处理后可使废槽衬中可溶氟化物及氰化物含量下降95％以上，固体渣中可溶氟化物含量低于50mg/l，氰化物含量低于1.0mg/l，固体渣和烟气满足国家环保排放要求。消除了废槽衬的污染，无碳无毒固体渣可用作水泥工业、耐火材料工业的原料或用于铺路，载氟氧化铝返回铝电解槽使用。
Description
技术领域
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，涉及一种电解生产金属铝过程中废弃的电解槽内衬，特别是包括废阴极炭块、废耐火材料在内的所有废槽内衬的无害化处理方法。
背景技术
电解铝生产过程中产生的废槽内衬，含有大量的可溶氟化物、氰化物，直接露天堆放污染大气，随雨水混入江河污染地表水源；填埋处理又污染土壤，并且随雨水渗入地下污染地下水，严重危害人类健康并对动植物生长造成极大危害。废槽衬的污染问题已成为影响铝工业全面协调可持续发展的重要问题之一。
关于铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，以往研究较多的是湿法技术处理废槽衬。采用湿法技术处理废槽衬，可回收部分碳质材料和氟化盐，但湿法技术存在其无法克服的技术难题：(1)相当一部分污染物从固体废料转移到废液，处理后溶液无法达标排放，造成二次污染；(2)处理设备的腐蚀问题难解决；(3)只能处理废阴极炭块，无法处理废耐火材料。因此湿法处理技术不能实现废槽衬的完全无害化处理。
发明内容
本发明就是针对上述已有技术在处理铝电解槽废槽衬中存在的不足，提供一种使废槽衬完全无害化、有效解决废槽衬的污染问题、易于工业实施的铝电解槽废槽衬的无害化处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于其处理过程依次为：(1)将包括废阴极炭块、废耐火材料在内的废电解槽内衬破碎成粒径小于2mm的颗粒；(2)向废槽衬中配入石灰石和含二氧化硅的物料，石灰石配入量为废槽衬重量的0.6-1.5倍，含二氧化硅的物料配入量为废槽衬重量的0.1-0.6倍，混合均匀后在回转窑中进行焙烧，焙烧温度为650℃-1000℃；(3)处理后物料用浓度为5％-40％石灰水淋洗进行二次反应，烟气用氧化铝吸附。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入的石灰石矿物CaO含量＞60％，粒度小于2mm。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入的含二氧化硅的物料中SiO2含量＞40％，粒度小于1mm。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入含二氧化硅的物料为粉煤灰。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入含二氧化硅的物料为砂子、蛇纹石、蒙脱石的一种或混合物。
本发明的方法焙烧添加剂采用工业废料粉煤灰，较好地利用了粉煤灰，达到了以废治废、综合利用的目的。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧是以烟煤为外加燃料。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧使用的是回转窑，也可用回转床或流态化床。
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧产生的烟气用氧化铝载氟，载氟后返回铝电解槽使用。
本发明废槽衬的无害化处理方法，工艺先进，技术可靠，易于工业化，所用原料和燃料来源广，价格便宜。处理后可使废槽衬中可溶氟化物及氰化物含量下降95％以上，固体渣中可溶氟化物含量低于50mg/l，氰化物含量低于1.0mg/l，固体渣和烟气满足国家环保排放要求。
具体实施方式
一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其处理过程依次为：(1)将包括废阴极炭块、废耐火材料在内的废电解槽内衬破碎成粒径小于2mm的颗粒；(2)向废槽衬中配入石灰石和含二氧化硅的物料，石灰石配入量为废槽衬重量的0.6-1.5倍，含二氧化硅的物料配入量为废槽衬重量的0.1-0.6倍，混合均匀后在回转窑中进行焙烧，焙烧温度为650℃-1000℃；(3)处理后物料用浓度为5％-40％石灰水淋洗进行二次反应，烟气用氧化铝吸附。焙烧反应配入的石灰石矿物CaO含量＞60％，颗度小于2mm。配入的含二氧化硅的物料中SiO2含量＞40％，粒度小于1mm。焙烧反应配入含二氧化硅的物料为粉煤灰或为砂子、蛇纹石、蒙脱石的一种或混合物。
本发明的方法以废槽衬为原料，以含氧化钙的矿物为反应剂，以含二氧化硅的物料为添加剂，以烟煤为外加燃料，采用回转窑进行火法处理，尾气用氧化铝吸附，处理后物料用石灰水淋洗进行二次反应，石灰水循环利用，使废槽衬无害化的方法。处理后可使废槽衬中可溶氟化物及氰化物含量下降95％以上，固体渣中可溶氟化物含量低于50mg/l，氰化物含量低于1.0mg/l，固体渣和烟气满足国家环保排放要求。消除了废槽衬的污染，无碳无毒固体渣可用作水泥工业、耐火材料工业的原料或用于铺路，载氟氧化铝返回铝电解槽使用。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例1
热处理原料中配入废槽衬970克，以小于2mm的颗粒形式加入；配入石灰石1358克(废槽衬的1.4倍)，以小于2mm的颗粒形式加入；粉煤灰配入量为242.5克(废槽衬的0.25倍)，以小于1mm的颗粒形式加入，将三种物料混合均匀，用下料器加入回转窑中。烟煤以煤粉形式喷入回转窑；处理温度控制在700℃，处理后物料用10％的石灰水淋洗，烟气用氧化铝吸附。最终固体渣中可溶氟含量为41.52mg/l，氰化物含量为0.037mg/l，固体渣和烟气中有害物质含量低于国家环保允许排放标准。
实施例2
热处理原料中配入废槽衬1210克，以小于2mm的颗粒形式加入；配入石灰石1089克(废槽衬的0.9倍)，以小于2mm的颗粒形式加入；粉煤灰配入量为484克(废槽衬的0.4倍)，以小于1mm的颗粒形式加入，将三种物料混合均匀，用下料器加入回转窑中。烟煤以煤粉形式喷入回转窑；处理温度控制在900℃，处理后物料用15％的石灰水淋洗，烟气用氧化铝吸附。最终固体渣中可溶氟含量为23.71mg/l，氰化物含量为0.029mg/l，固体渣和烟气中有害物质含量低于国家环保允许排放标准。
实施例3
热处理原料中配入废槽衬675克，以小于2mm的颗粒形式加入；配入石灰石742.5克(废槽衬的1.1倍)，以小于2mm的颗粒形式加入；砂子配入量为135克(废槽衬的0.2倍)，以小于1mm的颗粒形式加入，将三种物料混合均匀，用下料器加入回转窑中。烟煤以煤粉形式喷入回转窑；热处理温度控制在850℃，热处理后物料用20％的石灰水淋洗，烟气用氧化铝吸附。最终固体渣中可溶氟含量为29.22mg/l，氰化物含量为0.052mg/l，固体渣和烟气中有害物质含量低于国家环保允许排放标准。
实施例4
热处理原料中配入废槽衬1163克，以小于2mm的颗粒形式加入；配入石灰石814克(废槽衬的0.7倍)，以小于2mm的颗粒形式加入；砂子配入量为407克(废槽衬的0.35倍)，以小于1mm的颗粒形式加入，将三种物料混合均匀，用下料器加入回转窑中。烟煤以煤粉形式喷入回转窑；热处理温度控制在750℃，热处理后物料用25％的石灰水淋洗，烟气用氧化铝吸附。最终固体渣中可溶氟含量为32.59mg/l，氰化物含量为0.063mg/l，固体渣和烟气中有害物质含量低于国家环保允许排放标准。
实施例5
热处理原料中配入废槽衬1500克，以小于2mm的颗粒形式加入；配入石灰石1500克(废槽衬的1.0倍)，以小于2mm的颗粒形式加入；蛇纹石配入量为450克(废槽衬的0.3倍)，以小于1mm的颗粒形式加入，将三种物料混合均匀，用下料器加入回转窑中。烟煤以煤粉形式喷入回转窑；热处理温度控制在950℃，热处理后物料用17％的石灰水淋洗，烟气用氧化铝吸附。最终固体渣中可溶氟含量为35.07mg/l，氰化物含量为0.071mg/l，固体渣和烟气中有害物质含量低于国家环保允许排放标准。
Claims (8)
1.一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于其处理过程依次为：(1)将包括废阴极炭块、废耐火材料在内的废电解槽内衬破碎成粒径小于2mm的颗粒；(2)向废槽衬中配入石灰石和含二氧化硅的物料，石灰石配入量为废槽衬重量的0.6-1.5倍，含二氧化硅的物料配入量为废槽衬重量的0.1-0.6倍，混合均匀后在回转窑中进行焙烧，焙烧温度为650℃-1000℃；(3)处理后物料用浓度为5％-40％石灰水淋洗进行二次反应，烟气用氧化铝吸附。
2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入的石灰石矿物CaO含量＞60％，颗度小于2mm。
3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入的含二氧化硅的物料中SiO2含量＞40％，粒度小于1mm。
4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入含二氧化硅的物料为粉煤灰。
5.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧反应配入含二氧化硅的物料为砂子、蛇纹石、蒙脱石的一种或混合物。
6.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧是以烟煤为外加燃料。
7.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧使用的是回转窑，也可用回转床或流态化床。
8.根据权利要求1所述的一种铝电解槽废槽衬的无害化处理方法，其特征在于焙烧产生的烟气用氧化铝载氟，载氟后返回铝电解槽使用。
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