[发明专利]一种利用铝电解槽大修渣制备替代燃料的方法及系统

说明书

本发明涉及大修渣处理技术领域，具体公开了一种利用铝电解槽大修渣制备替代燃料的方法，具体包括以下步骤：步骤S1：将大修渣破碎为粒径小于15mm的小颗粒；步骤S2：将碳基添加剂和小颗粒进行配比，并输送至管磨机内进行改性粉磨，得到改性粉磨料。以及用于该方法的系统，本发明通过将破碎后的小颗粒与碳基添加剂按照配比混合后进行改性粉磨，碳基添加剂作为助磨助燃剂，使得单位能耗有效降低20％以上,相较于原大修渣，改性粉磨后混合料粉综合热值提高至4000kcal/kg以上，挥发份可由0提升至5‑10％，同时由于添加了碳基添加剂使得燃点降低约100℃，燃烧性能提高。

技术领域

本发明涉及铝电解槽大修渣处理技术领域，更具体地讲，涉及一种利用铝电解槽大修渣制备替代燃料的方法及系统。

背景技术

近年来，我国电解铝工业得到迅猛发展，2017年－2020年产量均达到3500万吨以上，占世界总产量55％以上，与此同时，电解铝工业的环境污染问题已受到国家、行业和社会的高度关注。大修渣是电解铝生产过程排放的典型有害固体废弃物，平均每生产一吨电解铝，会产生20－30kg大修渣，铝电解槽大修渣主要包含阴极炭块、耐火砖、扎糊、保温砖、防渗浇注料、耐火灰浆及绝热板等，由于长期高温条件下受到电解质液地侵蚀，停槽后地大修渣中含有大量可溶性氟化物及氰化物，其中可溶性氟化物具有强烈地腐蚀性，属于有害物质，氰化物为剧毒物质。如不妥善处置，会随雨水混入江河、渗入地下污染地表水源、地下水和土壤，对周围生态环境、人类健康及动植物生长造成很大危害。

国家《危险废物名录》(2021年版)明确规定，电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣为危险废物，废物代码为HW48(321－023－48)。

目前电解铝大修渣处理技术可分为安全填埋，湿法处理和火法处理等，安全填埋占用土地资源且本质上未实现大修渣减量化、资源化处理，美国等发达国家已命令禁止填埋，故不推荐使用；湿法处理是近年来大修渣处置研究和发展重点，包括浮选技术和化学浸出技术等，湿法处理能将大修渣中电解质和炭分离，资源化程度高，但湿法处理需要考虑分离后的物质纯度、废水处理等问题，工艺相对复杂、投资成本大，目前大规模推广难度大；火法处置包括回转窑焚烧、水泥窑协同焚烧等，主要通过高温焚烧过程实现氟氰等有害物质固化或处置，作为目前主流处置方法，工艺相对简单，但仍存在诸多问题制约行业发展：

(1)整体预处理难度大，能耗高。大修渣硬度高，抗磨性强，这是由于大修渣中浇注料、防渗料等占比达50％左右，尤其是其中氮化硅结合碳化硅砖等高强浇注料，莫氏硬度更是达到8～9以上，故现有大修渣预处理工艺，普遍存在磨机能耗高，设备损耗大的问题。

(2)资源化利用率低，大规模替代燃料技术不成熟。大修渣中阴极炭块占比在30－50％左右，但其炭质以石墨晶体有序结构为主，挥发分低，燃点高，燃烧性能较差，直接作为替代燃料替代率较低。

(3)应用受限。目前大修渣处置未形成资源化替代燃料，处置思路以减量化为主，处置同时未实现其热值回收利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用铝电解槽大修渣制备替代燃料的方法。

本发明解决技术问题所采用的解决方案是：

一方面，

一种利用铝电解槽大修渣制备替代燃料的方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：将大修渣破碎为粒径小于15mm的小颗粒；

步骤S2：将碳基添加剂和小颗粒进行配比，并输送至管磨机内进行改性粉磨，得到改性粉磨料；

将大修渣与碳基添加剂按照一定比例进行配比，进入管磨机完成改性粉磨过程，经过改性粉磨，得到改性粉磨料，磨机维护及清理时间延长，单位能耗有效降低20％以上，相较于原大修渣，改性粉磨后混合料粉综合热值提高至4000kcal/kg以上，挥发份可由0提升至5－10％，燃点降低约100℃，燃烧性能明显改善。