[发明专利]一种铝电解槽废旧筑炉耐火材料堆浸处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝电解废旧筑炉耐火材料处理方法技术领域。

背景技术

电解铝厂的电解槽是生产电解铝的核心设备，废旧筑炉耐火材料是在铝电解生产过程中，由于高温电解质对槽内衬的渗透、腐蚀，导致铝电解槽内衬结构发生变形、破裂等，高温铝液和电解质从这些变形和破裂的裂缝渗入槽内衬导致电解槽无法正常生产而停槽修复时产生的。由于槽耐火材料长期在高温下与电解质发生反应，吸附了大量的氟化物和一定量的有害物质，同时还生成一些有毒物质，成为其堆存时对环境造成危害的因素。一般新铝电解槽在使用3～6年后就需要停槽大修，因此，废旧筑炉耐火材料是铝电解生产过程中不可避免的固体危害废弃物。

目前，我国原铝产量已超过3000万吨/年，当年因大修铝电解槽产生的废旧筑炉耐火材料约为10～15万吨。大部分电解铝企业对废旧筑炉耐火材料主要采用填埋或存储的方式进行处理，这不仅需要占用大量土地，投入大量运行资金及管理费用，还对生态环境造成污染。

因此，如何开发一种铝电解槽废旧筑炉耐火材料的处理方法，将铝电解槽废旧筑炉耐火材料变废为宝，实现废旧筑炉耐火材料高效、节能、环保和循环利用的综合回收处理，是目前电解铝企业急需解决的技术问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供一种可实现铝电解槽废旧筑炉耐火材料的无害化处理及综合利用的铝电解废旧筑炉耐火材料堆浸处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种铝电解槽废旧筑炉耐火材料堆浸处理方法，方法步骤如下：

A、对铝电解槽大修槽渣进行分选，选出其中的废旧筑炉耐火材料；

B、对废旧筑炉耐火材料破碎后进行筛分；

C、将破碎后粒度0.15cm～1.5cm的废旧筑炉耐火材料进行一次预浸出、一次浸出、四次洗涤；首批处理废旧筑炉耐火材料时，一次预浸出是将废旧筑炉耐火材料送入封闭的预浸出槽内采用NaOH溶液循环喷淋浸泡3天后，将预浸渣和预浸液一并转移到后续的浸出槽，预浸出产生的氨气送入硫酸洗涤系统生产副产品硫酸铵；一次浸出是将转移到浸出槽的预浸渣和预浸液继续堆浸3天，然后固液分离，分离出的堆浸液送至进行氧化除氰处理，堆浸渣进行四次洗涤，一次洗涤采用清水循环喷淋洗涤5天，然后将经一次洗涤的堆浸渣沥干，产生的一洗液流入第一周转池中备用，二次洗涤是再用清水对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，将经二次洗涤的堆浸渣沥干，产生的二洗液流入第二周转池中备用，三次洗涤是再用清水对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，将经三次洗涤的堆浸渣沥干，产生的三洗液流入第三周转池中备用，四次洗涤是再用清水对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，将经四次洗涤的堆浸渣沥干并经干燥处理后再次使用，产生的四洗液流入第四周转池中备用；从第二批处理废旧筑炉耐火材料开始，一次预浸出是将废旧筑炉耐火材料送入封闭的预浸出槽内采用NaOH溶液循环喷淋浸泡3天后固液分离，分离出的预浸液送至进行氧化除氰处理，预浸出产生的氨气送入硫酸洗涤系统生产副产品硫酸铵，预浸渣转移到浸出槽，用储存的一洗液堆浸3天后固液分离，分离出的堆浸液送至进行氧化除氰处理，堆浸渣进行四次洗涤，一次洗涤采用储存的二洗液循环喷淋洗涤5天，然后将经一次洗涤的堆浸渣沥干，产生的一洗液再流入第一周转池中备用，二次洗涤采用储存的三洗液对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，将经二次洗涤的堆浸渣沥干，产生的二洗液再流入第二周转池中备用，三次洗涤采用储存的四洗液对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，将经三次洗涤的堆浸渣沥干，产生的三洗液流入第三周转池中备用，四次洗涤采用清水对沥干的堆浸渣循环喷淋洗涤5天，产生的四洗液流入第四周转池中备用，如此循环进行预浸出、堆浸、洗涤；

D、将步骤C产生的预浸液、堆浸液采用质量浓度为20％-30％的双氧水进行氧化除氰处理，再用压滤机压滤，滤渣送至与堆浸渣一起进行四次洗涤；

E、向步骤D压滤的滤液中通入CO₂气体进行碳分-中和处理，再经浓缩结晶回收钠盐，得到含氟NaHCO₃、含氟Na₂CO₃、NaF的混合物。

本发明步骤C所用NaOH溶液的质量浓度为2％～4％，预堆浸时的堆比重为1.2～1.6吨/m³。