[发明专利]一种铝电解槽废阴极炭块处理工艺

说明书

本发明公开了一种铝电解槽废阴极炭块处理工艺及其系统，属于电解铝废弃物处理技术领域。本发明铝电解槽废阴极炭块处理的方法包括：将废阴极炭块粉料与碱液混合，高温高压浸出难溶氟化物并破氰，固液分离产出压浸渣和压浸液；压浸液沉氟产出氟化钙固体和破氰沉氟碱液，破氰沉氟碱液外送蒸发结晶产出含盐烧碱；压浸渣水浸后，固液分离产出水浸渣和含氟化钠的水浸液；水浸渣中和，产出中和渣；中和渣经洗涤后产出炭质料(主产品)；烟气收集。本发明实现了铝电解槽废阴极炭块无害化处理，碳、氟和钠碱资源得到回收，不仅可避免铝电解槽废阴极炭块对环境的危害，而且能实现废阴极炭块的资源化利用。

技术领域

本发明涉及铝电解大修渣处理技术领域，特别涉及一种铝电解槽废阴极炭块处理工艺。

背景技术

铝电解槽是金属铝冶炼的主要设备，每5-8年需要大修拆除内衬，产出大修渣，每吨电解铝原铝约排放15-20kg大修渣。铝电解大修渣主要分为废阴极炭块和废耐火材料两大类，主要的有毒有害成分为氰化物和可溶性氟化物， 2016年，铝电解大修渣被列入《国家危险废物名录》。

铝电解大修渣中，废阴极炭块约占55％，废耐火材料材料约占45％，由于两者成分不同，铝电解大修渣处理的研究方向是分类处理。铝电解大修渣的处理工艺有固化稳定化填埋、湿法解毒、传统火法、浮选、火法挥发等工艺。最常见的湿法解毒工艺又分为酸分解、碱分解、水浸等工艺。固化稳定化填埋不但资源未得到充分利用，也占用了宝贵的危废填埋场资源；传统火法工艺解毒不彻底，不能充分回收资源；目前的湿法工艺解毒产物难利用、资源难回收利用、废水含盐高；火法挥发投资大、处理成本高、技术不成熟。目前的技术很难满足资源回收和日趋严格的环保要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种铝电解槽废阴极炭块处理工艺以及使用这种工艺时的系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铝电解槽废阴极炭块处理工艺，包括以下步骤：

(1)预处理：将废阴极炭块破碎、磨粉、筛分，得到18-200目粉料备用；

(2)配浆：配制碱液注入配浆槽，按照液固比(1-10)：1投入步骤(1)中得到的粉料，常温搅拌配浆，得到废阴极炭块浆料；

(3)压浸、破氰：向废阴极炭块浆料中投入破氰氧化剂并调节温度和压力，对废阴极炭块浆料浸出、破氰，至抽样检测的压浸液中的CN^-浓度小于1.0mg/L，然后将压浸渣样品用清水充分洗涤后进行毒性浸出试验的氟浓度低于100mg/L后，采用压浸压滤机对压力浸出浆液进行固液分离，得到压浸渣和压浸液；

(4)水浸：将步骤(3)中得到的压浸渣投入水浸反应槽中，加水搅拌反应浸出，对浸出渣抽样检测毒性，至浸出渣毒性浸出试验的氟浓度低于100mg/L 后，采用水浸压滤机对反应完成的浆液进行固液分离，得到水浸液及水浸渣；

(5)中和：使用无机酸对步骤(4)中得到的水浸渣进行中和至pH值为7-9，采用压滤机对中和浆液进行固液分离，得到中和渣、中和液；

(6)洗涤：用清水对中和渣搅拌洗涤，抽样检测浸出渣中可溶性盐含量低于控制指标后，采用压滤机对洗涤浆液进行固液分离，得到炭质料和洗涤液；

进一步地，所述压浸液回收后，在常温、搅拌条件下投加溶解性钙盐沉氟，固液分离后产出氟化钙和破氰沉氟碱液，回收固体氟化钙，破氰沉氟碱液回用于高温高压浸出或蒸发浓缩产出含少量可溶盐的烧碱。

进一步地，所述投加溶解性钙盐中加入的钙离子量为钙离子和氟离子反应的0.6-1.5倍，反应时间1-4h。

进一步地，在步骤(2)中，所述碱液的配制采用氢氧化钠、工艺水和步骤(3)中的得到的压浸液混合而成。