[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳化硅質(zhì)固廢的處理方法及特種涂料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811301821.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109437823A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李賀松;侯文淵;時(shí)章明;馮源;徐倜波;朱曉偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C04B28/34
• 分類(lèi)號(hào): C04B28/34
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌;趙青朵

本發(fā)明提供了一種碳化硅質(zhì)固廢的處理方法，包括：S1)將電解槽大修渣中的碳化硅質(zhì)固廢進(jìn)行切割，收集腐蝕部分；S2)將所述腐蝕部分進(jìn)行粉粹，得到顆粒；S3)將所述顆粒與水混合，過(guò)濾后，得到濾餅與濾液；所述濾餅為碳化硅與氮化硅混合物；S4)將所述濾液蒸發(fā)，得到氟化鹽。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明首先切割收集碳化硅質(zhì)固廢被腐蝕的部分，然后通過(guò)水洗法分離碳氮化硅與氟化鹽，利用氟化鹽溶于水而碳氮化硅不溶于水的特性，快速分離氟化鹽與碳氮化硅，且可利用碳化硅與氮化硅的高溫耐腐蝕性，用于制備特種涂料，進(jìn)而作為高溫爐體內(nèi)的修復(fù)材料，實(shí)現(xiàn)碳化硅質(zhì)固廢的高值利用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種碳化硅質(zhì)固廢的處理方法及特種涂料。

背景技術(shù)

電解槽大修渣屬于危險(xiǎn)固體廢棄物，已經(jīng)被國(guó)家環(huán)保部和發(fā)改委列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》。雖然我國(guó)為鋁電解生產(chǎn)大國(guó)，但鋁電解工業(yè)整體水平還是落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，電解槽壽命短且三到五年就要大修一次，大修拆解下來(lái)的廢舊槽內(nèi)襯即為大修渣。大修渣中大約含有0.2％的氰化物鹽類(lèi)和40％的氟化鹽，氰和氟都是對(duì)環(huán)境產(chǎn)生重大危害的物質(zhì)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1噸電解鋁將產(chǎn)生26kg左右的鋁電解槽大修渣；據(jù)博思數(shù)據(jù)發(fā)布的《2018-2023年中國(guó)高純鋁市場(chǎng)分析與投資前景研究報(bào)告》，2017年我國(guó)原鋁(電解鋁)產(chǎn)量達(dá)3227.3萬(wàn)噸，按此計(jì)算，2017年鋁電解槽大修渣產(chǎn)生量為83.6萬(wàn)噸。因此，加強(qiáng)電解槽大修渣的處置及利用刻不容緩。

大修渣目前的處理方式主要有填埋法、火法技術(shù)處理及硫酸酸解法。

填埋法處理大修廢渣不利于環(huán)保，且造成大量資源浪費(fèi)。該方法的主要弊端是占用大量土地，造成土地資源得大量浪費(fèi)，還存在污染隱患。1996年，美國(guó)環(huán)保署開(kāi)始禁止大修渣的露天堆存和土壤掩埋，要求電解鋁廠必須進(jìn)行無(wú)害化處理。

火法技術(shù)處理大修渣，能有效破壞氰化物，氟化物以HF形式逸出或轉(zhuǎn)化為相對(duì)不溶的氟化物，C被氧化，耐火材料分解為滿(mǎn)足環(huán)保要求的惰性渣，處理后料適于填埋或作為原料出售。該方法主要應(yīng)用于美國(guó)，其缺點(diǎn)對(duì)設(shè)備氣密性要求很?chē)?yán)，投資巨大，同時(shí)消耗大量能源，還會(huì)造成二次污染。據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，國(guó)內(nèi)燃燒法是去除氰化物的有效方法。加熱到300℃時(shí)，廢槽內(nèi)襯中約99.5％的氰化物消失,加熱到400℃時(shí)約99.8％的氰化物消失，加熱到700℃以上時(shí)氰化物完全消失。但其氟化物的回收同樣面臨設(shè)備氣密性的要求。

硫酸酸解法處理廢內(nèi)襯的方法，將廢內(nèi)襯粉碎后投入注入水和濃硫酸的酸解罐中進(jìn)行酸解，產(chǎn)生的氣體用水反復(fù)淋洗，回收氫氟酸；酸解后產(chǎn)生的濾渣和濾液進(jìn)一步處理，其濾渣可制取石墨粉和工業(yè)氫氧化鋁、氧化鋁；其濾液可生產(chǎn)氟化鹽、硫酸鹽產(chǎn)品。

現(xiàn)有技術(shù)條件下，我國(guó)電解鋁廠分布廣泛，采用露天堆放或土壤填埋的方法處理電解槽大修渣占用了大量土地，而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物還會(huì)隨雨水流入江河，嚴(yán)重污染水體。而且在大修渣中含有大量可回收利用的炭，鋁，硅等有價(jià)組分，因此對(duì)于電解槽大修渣的無(wú)害化處理及高值利用，建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益，符合國(guó)家對(duì)鋁行業(yè)綠色發(fā)展的要求。

目前全國(guó)電解鋁企業(yè)建有無(wú)害化處理設(shè)施的僅占20％左右，也僅是處理大修渣的耐火材料部分。國(guó)外也主要采用封存技術(shù)，由于國(guó)內(nèi)外目前行業(yè)中現(xiàn)有的大修渣無(wú)害化處理技術(shù)不完善，處理難度極大，未能得到推廣。因此，對(duì)鋁電解槽產(chǎn)生的大修渣處理及資源化利用顯得尤為迫切。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種碳化硅質(zhì)固廢的處理方法及特種涂料，該處理方法可實(shí)現(xiàn)碳化硅質(zhì)固廢的資源化處理。

本發(fā)明提供了一種碳化硅質(zhì)固廢的處理方法，包括：

S1)將電解槽大修渣中的碳化硅質(zhì)固廢進(jìn)行切割，收集腐蝕部分；

S2)將所述腐蝕部分進(jìn)行粉碎，得到顆粒；