[实用新型]铝电解碳渣热处理系统

说明书

本实用新型提供了一种铝电解碳渣热处理系统，包括有碳渣供给单元、富氧热处理炉和冷却料盒，所述富氧热处理炉包括用于在富氧环境中加热除铁后的铝电解碳渣颗粒的回转炉、位于所述回转炉左端的加料口、安装在所述回转炉右端的燃烧器、设置于所述回转炉左端或右端的出料口，其中，所述碳渣供给单元的出料口与所述加料口连通，用于向所述富氧热处理炉提供除铁后的铝电解碳渣颗粒，该除铁后的铝电解碳渣颗粒的粒度小于等于150 mm；所述冷却料盒与所述出料口连通，用于收集从所述回转炉排出的液态铝电解质。上述铝电解碳渣热处理系统能够降低能耗和处理成本，尾气污染小，生产效率高等特点，有利于工业规模化应用。

技术领域

本实用新型属于铝电解固废资源化处理领域，具体涉及一种铝电解碳渣热处理系统。

背景技术

碳渣是铝在电解过程中产生的，主要由几种形式：阳极的氧化和碳粒在阳极表面的脱落进入电解质而形成碳渣；电解质中的铝将阳极气体CO₂和CO还原成C，在电解质溶液中形成细微的游离态碳渣；阴极碳素内衬的剥落、钠对阴极碳块的渗入引起碳块剥落而形成的碳渣。主要危害是浪费大量电能，造成大气污染，为减轻这种危害，必须在生产中及时捞出电解槽中的碳渣。据统计，每生产一吨铝，会产生15-20 kg的碳渣，2019年国内铝电解产量为3500万吨，碳渣量为52.5-70万吨，碳渣属于危险废弃物，禁止堆放，同时碳渣中含有大量的电解质和固态碳，其无害化处理及资源化利用，显得极为必要。

目前碳渣资源化处理技术主要分为浮选法和热处理法。其中，工业上规模化应用较为成熟的方法是浮选法，将碳渣磨细后，采用浮选药剂分离碳粉和电解质粉，但该方法存在分离不彻底，碳粉及电解质的纯度都不高，不能直接返回电解槽使用。

碳渣热处理法主要是对碳渣颗粒进行高温处理。如，中国专利申请CN107604383A中公开了一种熔炼法提取碳渣中电解质的方法，过程如下：将碳渣在熔炼炉中加热到1250-1300℃，碳渣中的电解质熔炼成液态后，碳漂浮于电解质液体表面，将漂浮的碳扒出后将电解质放出，冷却后返回电解铝生产使用；其中，在熔炼过程中，碳进行燃烧反应，其中有20-30％的碳被燃烧掉；另外，在熔炼过程中产生的烟气成分包括CO、CO₂、H₂O、NO等。因此，现有的碳渣热处理技术存在能耗高、处理成本高、尾气污染大、生产效率低等缺点，未规模化应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型确有必要提供一种铝电解碳渣热处理系统，以解决上述问题。

为此，本实用新型提供的技术方案：一种铝电解碳渣热处理系统，有碳渣供给单元、富氧热处理炉和冷却料盒，所述富氧热处理炉包括用于在富氧环境中加热除铁后的铝电解碳渣颗粒的回转炉、位于所述回转炉左端的加料口、安装在所述回转炉右端的燃烧器、设置于所述回转炉左端或右端的出料口，其中，所述碳渣供给单元的出料口与所述加料口连通，用于向所述富氧热处理炉提供除铁后的铝电解碳渣颗粒，该除铁后的铝电解碳渣颗粒的粒度小于等于150 mm；所述冷却料盒与所述出料口连通，用于收集从所述回转炉排出的液态铝电解质。

其中，所述富氧热处理炉在处于工作状态时，所述回转炉内氧含量维持2-20%（体积分数）。所述回转炉可以为水平式回转炉、火焰熔融炉、倾斜式回转炉等。

基于上述，所述燃烧器为旋焰式富氧燃烧器。

基于上述，所述碳渣供给单元包括一皮带机、一除铁器、一碳渣颗粒料仓和一给料机，所述皮带机的左端配置有铝电解碳渣颗粒，且该铝电解碳渣颗粒的粒度小于等于150mm；所述皮带机的中间安装有所述除铁器，所述除铁器配置成去除所述铝电解碳渣颗粒中的铁元素获得所述除铁后的铝电解碳渣颗粒；所述皮带机的右端与所述碳渣颗粒料仓的进料口连通；所述碳渣颗粒料仓的出料口与所述给料机的进料口连通；所述给料机的出料口与所述加料口连通。优选地，所述除铁器为永磁除铁器，所述给料机为振动给料机。