[发明专利]一种电解槽大修槽渣的深度资源化综合利用方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种电解槽大修槽渣的深度资源化综合利用方法，属于电解槽大修槽渣处理技术领域。

背景技术

铝电解槽一般在使用4～5年后需进行大修，我国多数企业平均槽寿命在1500天左右，大修时清除的废内衬，即为电解槽大修渣，该渣内含有可溶性氟化物。大修渣主要包括废阴极炭块、废耐火砖、扎糊、废保温砖、耐火粉、耐火灰浆及废绝热板等。其产生量约为30kg/t·Al（相对数，随槽龄长短而变），目前全国电解铝产能超过900万t/a，则大修渣产生量在27万t/a左右。

铝电解生产采用熔盐电解法。即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰晶石、氟化铝）为熔剂，在电解生产过程中，一部分含氟电解质被炭质槽内衬吸收，再扩散到其它筑炉材料中。

根据国家1996年就颁布的《危险废物鉴别标准  腐蚀性鉴别》（GB5085.1— 1996）和《危险废物鉴别标准   浸出毒性鉴别》（GB5085.3— 1996）；电解槽大修渣因吸附氟化物和少量的氰化物属于危险固体废物，如不进行有效的综合利用和无害化处理或贮存处置不当，将对土壤和地下水存在长期潜在的污染影响。

现有技术中，对铝电解槽大修槽渣的处理方法如下：

1、在废阴极炭块中加入石灰使之与其中的电解质发生反应，得到氟化钙、氟化钠和氟化铝，使氟得到固化以重新利用，回收的炭重新用于制造阴极材料，但处理费用太高。

2、利用水泥窑炉内部反应温度高，炭块在流程中停留时间长等条件，使废阴极炭块中的有害物质在高温环境中进行分解置换，并最终固化在水泥熟料中，同时废阴极炭块中的碳作为燃料降低了煤的消耗。但是，采用该方法的缺点也非常明显：氟对耐火砖有损害，并且氟容易随烟气排放入空气造成大气污染；废阴极炭块中钠的含量极高，会对水泥后期强度有影响。

3、山东铝厂早在1982年就开始利用废炭块加入氧化铝熟料烧成窑代替部分无烟煤使用，虽然已通过国家鉴定，取得较好的效果，但不能做到大宗量、高附加值利用。

4、国内外对废SiC-Si3N4废耐火砖处理技术的研究基本处于空白。

5、国内外对电解铝含氟废料处理生产用水的循环利用的研究基本处于空白。

上述处理电解槽大修槽渣的方法都因不能大宗量、高附加值利用电解槽大修槽渣，所以实现工业应用的并不多，致使绝大多数铝电解槽大修槽渣仍被弃置。

电解槽大修渣无论是贮存或填埋，都要投入巨额的投资费用和运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患。因此对大修渣进行无害化处理，将其变废为宝，从根本上消除污染隐患，则是最佳和最终方案。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电解槽大修槽渣的深度资源化综合利用方法。将大修槽渣中碳、氟化盐、电解质、保温材料、耐火材料分离、提纯之后，使其成为符合工业应用标准的原料，用于提高大修槽渣的综合利用，消除环境污染，节约土地资源，并形成大宗量、高附加值的利用。

本发明的技术方案。电解槽大修槽渣的深度资源化综合利用方法，包括下述步骤：

a、对电解槽大修槽渣进行分选，分别得到电解质块料、阴极棒、废阴极炭块、废耐火砖、废保温砖、废绝热板、废扎糊，以及剩余的混合渣料；

b、对废阴极炭块进行水浸，得到浸泡散开的粉料和块料，将其中的块料选出，选出的块料通过破碎，再次水浸，再次选出其中的块料干燥后作为制作阴极炭块的骨料，剩余的粉料进行磨粉处理，再浮选，得到碳粉；所得的阴极炭块骨料和碳粉，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将其中的氟化钠、硫气化，得到高纯度的碳素材料；

c、废耐火砖为高铝耐火砖，将高铝耐火砖进行水浸，得到浸泡散开的粉料和块料，将块料选出，选出的块料通过破碎，再次水浸，选出块料，干燥后作为制作耐火砖的骨料进行回收，剩余的粉料进行磨粉处理，制作冶金造渣剂；

废耐火砖为碳化硅-氮化硅耐火砖，对碳化硅-氮化硅耐火砖进行水浸，得到浸泡散开的粉料和块料，将其中的块料选出，选出的块料通过破碎，再次水浸，再次选出其中的块料作为制作耐火砖的骨料，剩余的粉料进行磨粉处理，再浮选，得到耐火砖粉料，所得的耐火砖骨料和粉料，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将其中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火砖材料；

d、对废保温砖或废绝热板分别进行水浸，得到浸泡散开的粉料和块料，将块料选出，选出的块料通过破碎，再次水浸，选出块料，干燥后分别作为制作保温砖或绝热板的骨料进行回收，剩余的粉料进行磨粉处理，制作冶金造渣剂；