[发明专利]一种铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法、处理装置及其操作方法

说明书

本发明公开了一种铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法、处理装置及其操作方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，对待处理物料进行破碎、混匀处理，获得处理后的物料；步骤2，将步骤1获得的处理后的物料加热至预设温度，在真空环境下保持预设时长，使得物料中的挥发物充分挥发以及有害物质分解转化；步骤3，排出转化为一般固废的产物，挥发物冷凝收集。本发明可用于实现废旧阴极、碳渣和碳化硅砖无害化处理与利用，处理过程无废水、有害废气及新的废弃物产生。

技术领域

本发明属于电解铝废旧阴极、碳渣和碳化硅砖的无害化处理、综合回收利用和环保技术领域，特别涉及一种铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法、处理装置及其操作方法。

背景技术

电解铝生产的主体设备为铝电解槽，在铝电解生产过程中，炭素阴极由于氟和钠等杂质的渗透而膨胀报废，每隔3～5年需进行大修更换，产出大量固体废弃物——统称大修渣。大修渣是电解铝生产过程排放的典型有害固体废弃物，我国每年排放总量达上百万吨。由于大修渣含有毒性较高的可溶氟化物和氰化物，已经全部被列入了危险固废名录，其中包括废旧阴极、各种废旧耐火材料等。如不妥善处置，会随雨水混入江河、渗入地下污染地表水源，对生态环境造成很大危害，所以大修渣处置已成为电解铝行业亟待解决的重大难题之一，其中尤以废旧阴极的处置最为棘手。同时，铝电解过程还会产出碳渣，也属于危险固废，需要加以处理。危废的产出量巨大，开发相关处置和综合利用技术对原铝生产行业的可持续发展具有重要意义。

大修渣、废旧阴极、碳渣等被列入危险固废的主要原因是其含有大量的可溶氟和少量氰化物(由槽衬中物质与水等反应生成)。其中，铝电解槽废旧阴极材料中平均可溶F^-含量约2000mg/L、CN^-约150mg/L，远超国家危险废物鉴别标准F^-100mg/L、CN^-5mg/L(GB5085.3-2007)。大修渣处理方法主要侧重于无害化处理，有湿法、火法、酸法；其中湿法处理已经投入应用，主要用于处理废旧槽衬的耐火废料等，阴极、碳渣等难以处理，且具有综合利用价值的物料尚待研究。如浮选法、酸碱浸出，可望实现无害化处理与综合利用，但由于工艺复杂、效果不理想等原因未得到广泛的应用。为此，寻求新的铝电解废旧阴极和碳渣处理方法，具有重要的应用价值。

综上，亟需一种新的铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法、处理装置及其操作方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明可用于实现废旧阴极、碳渣和碳化硅砖无害化处理与利用，处理过程无废水、有害废气及新的废弃物产生。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖的高温真空处理方法，包括以下步骤：

步骤1，对待处理物料进行破碎、混匀处理，获得处理后的物料；其中，所述待处理物料为铝电解废旧阴极、碳渣或碳化硅砖；

步骤2，将步骤1获得的处理后的物料加热至预设温度，在真空环境下保持预设时长，使得物料中的挥发物充分挥发以及有害物质分解转化；

步骤3，排出转化为一般固废的产物，挥发物冷凝收集；所述产物中的可溶氟、氰酸根指标降低到危废的控制阈值以下。

本发明的进一步改进在于，步骤1中，待处理物料破碎后的粒度为0～30mm。

本发明的进一步改进在于，步骤2中，预设温度范围为600℃～1100℃，真空环境的真空度在500Pa以下，预设时长为2hr以上。

本发明的进一步改进在于，步骤2中，真空环境的真空度为30Pa～500Pa，预设时长为2hr～8hr。