[發明專利]一種電解槽大修槽渣的深度資源化綜合利用方法

有效

• 申請號: 201210511713.5
• 申請日: 2012-12-04
• 公開（公告）號: CN102978659A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 鄒建明
• 申請（專利權）人: 貴州鋁城鋁業原材料研究發展有限公司
• 主分類號: C25C3/06
• 分類號: C25C3/06;C25C7/06;B09B3/00;C04B35/66
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 王娟;郭防

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技術領域

本發明涉及一種電解槽大修槽渣的深度資源化綜合利用方法，屬于電解槽大修槽渣處理技術領域。

背景技術

鋁電解槽一般在使用4～5年后需進行大修，我國多數企業平均槽壽命在1500天左右，大修時清除的廢內襯，即為電解槽大修渣，該渣內含有可溶性氟化物。大修渣主要包括廢陰極炭塊、廢耐火磚、扎糊、廢保溫磚、耐火粉、耐火灰漿及廢絕熱板等。其產生量約為30kg/t·Al（相對數，隨槽齡長短而變），目前全國電解鋁產能超過900萬t/a，則大修渣產生量在27萬t/a左右。

鋁電解生產采用熔鹽電解法。即以氧化鋁為原料，以氟化鹽（冰晶石、氟化鋁）為熔劑，在電解生產過程中，一部分含氟電解質被炭質槽內襯吸收，再擴散到其它筑爐材料中。

根據國家1996年就頒布的《危險廢物鑒別標準??腐蝕性鑒別》（GB5085.1—?1996）和《危險廢物鑒別標準???浸出毒性鑒別》（GB5085.3—?1996）；電解槽大修渣因吸附氟化物和少量的氰化物屬于危險固體廢物，如不進行有效的綜合利用和無害化處理或貯存處置不當，將對土壤和地下水存在長期潛在的污染影響。

現有技術中，對鋁電解槽大修槽渣的處理方法如下：

1、在廢陰極炭塊中加入石灰使之與其中的電解質發生反應，得到氟化鈣、氟化鈉和氟化鋁，使氟得到固化以重新利用，回收的炭重新用于制造陰極材料，但處理費用太高。

2、利用水泥窯爐內部反應溫度高，炭塊在流程中停留時間長等條件，使廢陰極炭塊中的有害物質在高溫環境中進行分解置換，并最終固化在水泥熟料中，同時廢陰極炭塊中的碳作為燃料降低了煤的消耗。但是，采用該方法的缺點也非常明顯：氟對耐火磚有損害，并且氟容易隨煙氣排放入空氣造成大氣污染；廢陰極炭塊中鈉的含量極高，會對水泥后期強度有影響。

3、山東鋁廠早在1982年就開始利用廢炭塊加入氧化鋁熟料燒成窯代替部分無煙煤使用，雖然已通過國家鑒定，取得較好的效果，但不能做到大宗量、高附加值利用。

4、國內外對廢SiC-Si3N4廢耐火磚處理技術的研究基本處于空白。

5、國內外對電解鋁含氟廢料處理生產用水的循環利用的研究基本處于空白。

上述處理電解槽大修槽渣的方法都因不能大宗量、高附加值利用電解槽大修槽渣，所以實現工業應用的并不多，致使絕大多數鋁電解槽大修槽渣仍被棄置。

電解槽大修渣無論是貯存或填埋，都要投入巨額的投資費用和運行管理費用，且存在長期的潛在污染隱患。因此對大修渣進行無害化處理，將其變廢為寶，從根本上消除污染隱患，則是最佳和最終方案。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種電解槽大修槽渣的深度資源化綜合利用方法。將大修槽渣中碳、氟化鹽、電解質、保溫材料、耐火材料分離、提純之后，使其成為符合工業應用標準的原料，用于提高大修槽渣的綜合利用，消除環境污染，節約土地資源，并形成大宗量、高附加值的利用。

本發明的技術方案。電解槽大修槽渣的深度資源化綜合利用方法，包括下述步驟：

a、對電解槽大修槽渣進行分選，分別得到電解質塊料、陰極棒、廢陰極炭塊、廢耐火磚、廢保溫磚、廢絕熱板、廢扎糊，以及剩余的混合渣料；

b、對廢陰極炭塊進行水浸，得到浸泡散開的粉料和塊料，將其中的塊料選出，選出的塊料通過破碎，再次水浸，再次選出其中的塊料干燥后作為制作陰極炭塊的骨料，剩余的粉料進行磨粉處理，再浮選，得到碳粉；所得的陰極炭塊骨料和碳粉，通過干燥后，在1700-1900℃進行高溫煅燒，將其中的氟化鈉、硫氣化，得到高純度的碳素材料；

c、廢耐火磚為高鋁耐火磚，將高鋁耐火磚進行水浸，得到浸泡散開的粉料和塊料，將塊料選出，選出的塊料通過破碎，再次水浸，選出塊料，干燥后作為制作耐火磚的骨料進行回收，剩余的粉料進行磨粉處理，制作冶金造渣劑；

廢耐火磚為碳化硅-氮化硅耐火磚，對碳化硅-氮化硅耐火磚進行水浸，得到浸泡散開的粉料和塊料，將其中的塊料選出，選出的塊料通過破碎，再次水浸，再次選出其中的塊料作為制作耐火磚的骨料，剩余的粉料進行磨粉處理，再浮選，得到耐火磚粉料，所得的耐火磚骨料和粉料，通過干燥后，在1700-1900℃進行高溫煅燒，將其中的氟化鈉氣化，得到高純度的耐火磚材料；

d、對廢保溫磚或廢絕熱板分別進行水浸，得到浸泡散開的粉料和塊料，將塊料選出，選出的塊料通過破碎，再次水浸，選出塊料，干燥后分別作為制作保溫磚或絕熱板的骨料進行回收，剩余的粉料進行磨粉處理，制作冶金造渣劑；