[发明专利]铝电解槽阴极槽底保温层结构

说明书

本发明一种铝电解槽阴极保温层结构，主要应用于铝电解槽结构的设计、技术装备的制造以及铝电解槽的生产。其特征是：在对铝电解槽阴极炭块底部实施保温隔热层构造时，用氧化铝或电解质，作为构筑铝电解槽槽壳体水平底板上部和阴极炭块底部之间的保温隔热层的构筑材料，以期在进行铝电解槽槽大修时，所形成产生的大修固废渣料，可不经过无害化工艺处理，就能直接应用于电解铝的生产过程。以便从源头上解决产生铝电解槽大修危固废渣问题，减少铝电解槽危险固废排放量，降低企业危固废处理成本、保护生态环境的目的。

技术领域：本发明所述的铝电解槽阴极保温层结构，主要应用于铝电解槽结构的设计、技术装备的制造以及铝电解槽的生产。

背景技术：现有通用的铝电解槽槽膛体结构，由侧部炉墙砌筑块，阴极炭块钢棒组，干式渗漏料层，保温隔热耐火砖层，以及其它砌筑材料，在铝电解槽钢壳体内部砌筑构造而成，从而形成铝电解槽的阴极炉膛熔池结构。

构造在铝电解槽槽壳体内、阴极炭块下表面底部，槽壳体底部水平底板上部之间的，用于对阴极炭块保温的，保温隔热层的构造材料，多为普通的无机耐火材料，既由干式渗漏料层，保温隔热耐火砖保温砖层，和其它砌筑材料，都是一些普通的无机耐火材料，这些无机耐火材料中含有氧化硅、非电解铝用冶炼用氧化铝、和其他金属杂质，在铝电解槽槽壳体内，阴极炭块底部的保温隔热层在铝电解槽长期的生产过程中，由于长期的遭受热载荷的冲击，以及氟化氢、金属钠、金属铝液的浸蚀，会使得铝电解槽阴极底部的保温隔热层结构破坏和化学侵蚀污染，使其散失或降低保温热隔热性能。因此，在进行铝电解槽槽大修时，需要将这些失效的保温耐火材料，从电解槽内清理出来，而更焕新的隔热保温构筑材料，进行重新砌筑。才能保障铝电解槽的持续稳定的生产、

而从大修槽内清理出来的这些受到氟化物污染的失效的铝电解槽大修渣料，由于材料中含有大量的对铝电解槽内的电解质熔盐材料化学体系形成污染化学成分，因此不能像阳极上部覆盖料一样进行重复利用。

但是，这些大修产生的固体废料，因为其材料的化学成分中含有大量的氟化氢物质和其他有害物质，会对地表环境和空气环境产生严重的污染，因此，已被国家列为禁止排放的危险固废材料，只有进行无害化处理后，才能进行固废处置排放或二次利用。

铝电解阴极炉膛内这些由于槽大修所产生的、来源于炉膛底部隔热保温耐火材料，所形成的固体废料，被电解铝行业统称为铝电解槽大修固废料或大修固废渣，被国家列为危废固料后，企业需投入大量的资金技术进行无害化处理，才能进行排放处置，平均每吨大修渣固废无害化的处理成本，大约为2000元左右。但对这些铝电解槽大修渣，其无害化处理的方式，而至今为止一直没有一套成熟、可靠、完美的处理工艺。

我国是一个电解铝生产大国，每年都要产生大量的铝电解槽大修固废渣，目前其无害化处理的技术，还不能满足电解铝企业的生产需要，以及国家环保政策规定的标准要求；该问题已成为制约我国电解铝产业发展的痛点和短板问题。如果不彻底解决，势必将影响我国电解铝行业的健康发展。

发明内容：为了彻底解决铝电解槽阴极炉膛底部，槽壳体内保温隔热层构筑材料在大修时，所产生的危废固体材料污染环境的问题，减少铝电解企业槽大修固危险固废处理的费用，实现危险固废趋于零排放的目标，本发明提出了一种铝电解槽阴极保温层结构设计施工技术方案，

本发明创新技术方案的特点是：选择对铝电槽内熔池内电解质液、产成铝液化学成分无污染的，与铝电解槽熔池内电解质化学体系相匹配的，可以参与铝电解槽热电化学反应的材料，作为构建铝电解槽阴极炭块保温隔热层的构筑材料，既选择铝电解生产用氧化铝，电解质、或氧化铝电解铝混合料，作为构建铝电解槽阴极炭块底部至槽壳体水平底部之间保温隔热层的构建材料；以期在进行槽大修时，可将该保温隔热层处的氧化铝、或电解质、或氧化铝电解质混合料，从铝电解槽电解槽底部取出后，可不经过无害化处理，就可以直接用于电解铝生产。采用本发明所述的技术方案具有以下优点：

1、在进行铝电解槽大修时，选用电解铝生产用氧化铝、电解质、或由氧化铝电解质混合料，既阳极炭块上部覆盖料，作为构建的铝电解槽阴极底部保温层结构的构建材料，可以减少构筑铝电解槽阴极底部保温层的保温隔热耐火材料成本。