[發明專利]一種鋁電解槽炭質廢料再生為替代性燃煤的方法

有效

• 申請號: 201710600311.5
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107363074B
• 公開（公告）日: 2019-07-30
• 發明（設計）人: 尹小林
• 申請（專利權）人: 長沙紫宸科技開發有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00;C10L5/04
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 陸僖;寧星耀

一種鋁電解槽炭質廢料再生為替代性燃煤的方法，包括以下步驟：（1）粒化去毒：將鋁電解槽炭質廢料破碎，霧化噴灑去毒劑溶液，得粒化去毒物料；（2）活化：加入催化氧化劑，均化改性，即成；或加入催化氧化劑和石灰，再加入水攪拌或輾混，氧化脫堿，過濾或過濾水洗，干燥，即成；或加入催化氧化劑、石灰、氫氧化鈉，再加入水攪拌或輾混，氧化脫鋁脫堿，過濾或過濾水洗，干燥，即成；或采用超臨界或液態二氧化碳浸溶加工，在碳素干粉料中加入催化氧化劑均質改性，即成。本發明再生的替代性燃煤與半煙煤、無煙煤熱值相當，平均約5000kcal/kg，可作為替代性燃煤；本發明方法工藝簡單，能耗低、成本低，適宜工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種廢料再生為替代性燃煤的方法，具體涉及一種鋁電解槽炭質廢料再生為替代性燃煤的方法。

背景技術

目前，我國及世界的電解鋁產量發展迅猛。據統計，至2016年12月底，我國電解鋁的鋁冶煉企業已建成產能達4369.8萬噸，已運行產能達3673.9萬噸。隨著電解鋁產量的增加，電解過程中產生的固體廢棄物，如廢陰極炭塊、廢陽極炭粒、廢耐火磚、廢保溫磚、廢保溫爐渣的產量也迅速增加，其中僅我國電解鋁行業每年產生的廢陰極已達25萬噸，近年尚有400多萬噸的累計堆存量無合適場地填埋，而全世界堆存的廢陰極炭塊實際量已達千萬噸。

鋁電解槽炭質廢料包括電解鋁過程中產生的廢陰極炭塊和廢陽極炭粒等，主要為廢陰極炭塊。鋁電解槽廢陰極炭塊的主要成分為C，還含有Na₃AlF₆、CaF₂、NaF、AlF₃、α-Al₂O₃等，其中碳含量為50～70%，電解質氟化物為30～50%，氰化物約為0.2%。鋁電解過程中沒有參與電解并吸收電解液中電解質的陽極炭粒（又稱陽極炭渣）的主要成分是以Na₃AlF₆為主的鈉鋁氟化物、α-Al₂O₃和C，其余為電解質氟化物，其中，碳含量為40～60%。

電解鋁廢陰極炭塊屬于石墨化程度高的人造材料，眾所周知，電解鋁陰極是以煅燒的無煙煤、冶金焦、石墨等為骨料，煤瀝青等為粘結劑成型焙燒制成，用于含鋁電解槽炭質內襯的塊類或糊類碳素制品，為石墨化或石墨類炭素材料，具有硬度大、摩擦系數小、不易破碎、極難燃（相對于燃煤）的特點。現代大型鋁電解預焙槽的電解溫度在950～970℃之間，每生產1噸鋁消耗約50kg冰晶石、氟化鋁、氟化鎂等電解質，由于熱作用、化學作用、機械沖蝕作用、電作用、鈉和電解質的滲透等引起的熔鹽反應、化學反應，鋁電解槽中的陰極炭塊使用一定時間后會破損，一般運行4～7年后需進行大修，拆除下來的主要是廢陰極炭塊、廢耐火材料、廢保溫材料等，同時在電解過程中還產生一定量的陽極炭粒。

對于數量較小的廢陽極炭粒的處理技術，目前的研究主要集中在采用浮選工藝回收炭和電解質，將廢陽極炭粒粉磨至一定粒度，加水調漿后加入捕收劑，使炭與電解質充分分離，從而得到以電解質為主和以炭為主的兩種產品。其中的電解質可重新返回到鋁電解槽內，炭粉可以用于鋁電解自焙陽極制作陽極糊的原料，但處理成本高且二次污染大。

對于鋁電解槽廢陰極炭塊，目前國內外處理廢陰極炭塊的技術方法達數十種之多，可以概括為濕法、高溫水熱法、超高溫分離法、燃燒分離法、燃料法和安全填埋法等。