[發明專利]一種鋁電解槽廢耐火材料處理工藝及其系統

有效

• 申請號: 202011423511.6
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112692042B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 宋海農;杜建嘉;王愛;林宏飛;周郁文;黎小東;鄧克信;龐榮輝
• 申請（專利權）人: 廣西博世科環保科技股份有限公司
• 主分類號: B09B5/00
• 分類號: B09B5/00;B09B1/00;B09B3/00;B09B3/30;B09B3/35;B09B3/70;C01F11/22;C04B18/04
• 代理公司: 南寧智卓專利代理事務所(普通合伙) 45129
• 代理人: 鄧世江

1.一種鋁電解槽廢耐火材料處理工藝，其特征在于：所述鋁電解槽廢耐火材料處理工藝包括以下步驟：

A、破碎、球磨、篩分：將廢耐火材料破碎、磨粉、篩分，得到18～200目的粉料；

B、水浸后過濾：對步驟A的廢耐火材料粉料進行水浸，在常溫下攪拌，間歇操作，水和粉料的液固比為3～10:1，水浸浸出的時間為0.5～10小時，浸出完成后，采用水浸壓濾機對水浸漿液進行固液分離，將水浸漿液固液分離得到水浸渣和水浸液；

C、堿浸后過濾：在步驟B中的水浸渣中投加堿性鈣基復合固氟劑對水浸渣中的氟化物進行浸出，并轉化為堿浸漿液，控制溫度小于100℃攪拌反應，間歇操作，堿浸液與水浸渣的液固比為3～10:1，反應時間為0.5～10小時，抽樣檢測反應液氟離子濃度﹤100mg/L后，采用堿浸壓濾機對反應完成的漿液進行固液分離，得到堿浸液及堿浸渣；

D、堿浸渣中和后過濾：使用無機酸對步驟C中的堿浸渣進行中和，常溫下攪拌，間歇操作，待漿液pH值穩定在7～9之后，中和完成，采用壓濾機對中和漿液進行固液分離，得到中和渣和中和液；

E、水浸液破氰：將步驟B中的水浸液加熱至30～100℃，攪拌條件下，投加氧化劑，對水浸液破氰，直到水浸液中的CN^-濃度小于1.0mg/L，破氰后的水浸液回收，用于水浸或堿浸；

F、氟化鈣回收及精煉：在常溫、攪拌條件下，采用兩級或多級逆流沉氟工藝，在水浸液中投加氫氧化鈣沉氟，回收固體氟化鈣，一級沉氟的氫氧化鈣投加量為鈣離子和氟離子反應的理論量的0.2～1.0倍，固液分離后產出精氟化鈣，清液送二級沉氟；二級沉氟中，往一級沉氟清液投加氫氧化鈣沉氟，投加量為鈣離子和氟離子反應的理論量的0.2～1.0倍，固液分離后產出粗氟化鈣和破氰沉氟液，粗氟化鈣返回一級沉氟，破氰沉氟液返回水浸或堿浸；多級逆流反應中，上一級的清液進入下一級沉氟，下一級沉氟產出的粗氟化鈣返回上一級進行沉氟精煉，第一級沉氟固液分離產出精氟化鈣，最后一級沉氟固液分離產出破氰沉氟液；兩級或多級沉氟的氫氧化鈣投加量為鈣離子和氟離子反應的理論量的0.5～1.0倍；破氰沉氟液返回水浸或堿浸固液分離得到的清液返回水浸或堿浸；

G、堿浸液再生：在常溫、攪拌條件下，按氫氧化鈣與硫酸鈉反應需要鈣量的0.8～1.5倍投加石灰對堿浸液進行再生，常溫、攪拌條件下反應，得到主要含氫氧化鈣、氫氧化鈉和硫酸鈣等成分的再生漿液，直接回用于堿浸或經固液分離后產出再生堿液和含氟化鈣石膏渣，投加石灰對堿浸液進行再生，得到再生漿液，一部分再生漿液直接返回堿浸，其余再生漿液經固液分離后產出再生堿液；

H、煙氣處理：在步驟A、B、C、D和E中產出的煙氣經環境集煙后，送煙氣處理系統處理后達標排放，所述送煙氣處理系統處理，煙氣處理系統煙氣洗滌塔的洗滌液為補充NaOH的堿浸液。

2.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽廢耐火材料處理工藝，其特征在于：步驟C中，所述堿性鈣基復合固氟劑的主要成分為生石灰或熟石灰、脫硫石膏和氫氧化鈉；生石灰、熟石灰的CaO或Ca(OH)₂有效成分含量≥70％，脫硫石膏的CaSO₄·2H₂O含量≥80％，重金屬含量低于毒性浸出指標限值，CaSO₃·l/2H₂O﹤5％。

3.根據權利要求1所述的一種鋁電解槽廢耐火材料處理工藝，其特征在于：所述步驟E中，所述氧化劑為二氧化氯、雙氧水、次氯酸鈣、次氯酸鈉的一種或多種。

4.一種鋁電解槽廢耐火材料處理系統，其特征在于：包括破碎研磨模塊、集煙模塊、水浸過濾模塊、一級沉氟模塊、二級沉氟模塊、堿浸過濾模塊、中和過濾模塊和煙氣處理模塊，所述破碎研磨模塊、所述水浸過濾模塊、所述一級沉氟模塊、所述二級沉氟模塊、所述堿浸過濾模塊、所述中和過濾模塊依次連接，所述破碎研磨模塊、所述集煙模塊、所述水浸過濾模塊、所述一級沉氟模塊、所述二級沉氟模塊、所述堿浸過濾模塊、所述中和過濾模塊均與所述煙氣處理模塊連接；

所述破碎研磨模塊包括破碎機、球磨機和振動篩，所述破碎機的出料口與所述球磨機的進料口連通，所述球磨機的出料口與所述振動篩的進料口連通，所述振動篩的出料口與所述水浸過濾模塊連接；

所述水浸過濾模塊包括水浸反應槽、水浸壓濾泵、水浸壓濾機、水浸濾液槽、水浸濾液泵、破氰反應槽和破氰液輸送泵，所述水浸反應槽的進料口與所述振動篩的出料口連通，所述水浸反應槽的出料口通過所述水浸壓濾泵與所述水浸壓濾機的進料口連通，所述水浸壓濾機的出液口與所述水浸濾液槽連通，所述水浸濾液槽通過所述水浸濾液泵分別與所述水浸反應槽、所述破氰反應槽連通，所述破氰反應槽通過所述破氰液輸送泵與所述一級沉氟模塊連接；

所述一級沉氟模塊包括一級沉氟反應槽、一級沉氟斜板沉降槽、一級沉氟離心沉降機、氟化鈣壓濾泵、氟化鈣壓濾機、一級沉氟濾液槽和一級沉氟濾液泵，所述一級沉氟反應槽的進料口與所述破氰液輸送泵連通，所述一級沉氟反應槽的出料口與所述一級沉氟斜板沉降槽的進料口連通，所述一級沉氟斜板沉降槽的出料口與所述一級沉氟離心沉降機的進料口連通，所述一級沉氟離心沉降機的出料口通過所述氟化鈣壓濾泵與所述氟化鈣壓濾機的進料口連通，所述一級沉氟斜板沉降槽、一級沉氟離心沉降機和氟化鈣壓濾機的出液口均與所述一級沉氟濾液槽的進液口連通，所述一級沉氟濾液槽的出液口通過所述一級沉氟濾液泵與所述二級沉氟模塊連接；

所述二級沉氟模塊包括二級沉氟反應槽、二級沉氟斜板沉降槽、二級沉氟離心沉降機、粗氟化鈣漿液泵、二級沉氟濾液槽和二級沉氟濾液泵，所述二級沉氟反應槽與所述一級沉氟濾液泵連通，所述二級沉氟反應槽的出料口與所述二級沉氟斜板沉降槽的進料口連通，所述二級沉氟斜板沉降槽的出料口與所述二級沉氟離心沉降機的進料口連通，所述二級沉氟離心沉降機的出料口通過所述粗氟化鈣漿液泵與所述一級沉氟斜板沉降槽連通，所述二級沉氟斜板沉降槽、所述二級沉氟離心沉降機的出液口均與所述二級沉氟濾液槽的進液口連通，所述二級沉氟濾液槽的出液口通過所述二級沉氟濾液泵與所述堿浸過濾模塊連接；

所述堿浸過濾模塊包括堿浸反應槽、堿浸壓濾泵、堿浸壓濾機、堿浸濾液槽、堿浸濾液泵、堿浸液再生反應槽、堿浸再生斜板沉降槽、堿浸液再生壓濾泵、堿浸液再生壓濾機、再生堿液槽和再生堿液泵，所述堿浸反應槽的進料口與所述二級沉氟濾液泵連通，所述堿浸反應槽的出料口通過所述堿浸壓濾泵與所述堿浸壓濾機連通，所述堿浸壓濾機的出液口與所述堿浸濾液槽的進液口連通，所述堿浸濾液槽的出液口通過所述堿浸濾液泵與所述堿浸液再生反應槽的進料口連通，所述堿浸液再生反應槽的出料口與所述堿浸再生斜板沉降槽的進料口連通，所述堿浸再生斜板沉降槽的出料口通過所述堿浸液再生壓濾泵分別與所述堿浸反應槽的進料口和所述堿浸液再生壓濾機的進料口連通，所述堿浸再生斜板沉降槽的出液口和所述堿浸液再生壓濾機的出液口均與所述再生堿液槽的進液口連通，所述再生堿液槽的出液口通過再生堿液泵與所述煙氣處理模塊連接；

所述中和過濾模塊包括中和反應槽、中和壓濾泵、中和壓濾機、中和濾液槽、中和濾液泵，所述中和反應槽的進料口與所述堿浸壓濾機的出料口連通，所述中和反應槽的出料口通過所述中和壓濾泵與所述中和壓濾機的進料口連通，所述中和壓濾機的出液口與所述中和濾液槽的進液口連通，所述中和濾液槽的出液口通過所述中和濾液泵分別與所述水浸反應槽的進料口和所述堿浸反應槽的進料口連通；

所述煙氣處理模塊包括煙氣洗滌塔、煙氣洗滌液循環泵、活性炭吸附器、環境集煙風機、排氣筒，所述水浸反應槽、所述破氰反應槽、所述一級沉氟反應槽、所述堿浸反應槽、所述堿浸液再生反應槽、所述中和反應槽和所述再生堿液泵均與所述煙氣洗滌塔連通，所述煙氣洗滌塔的出煙口與所述活性炭吸附器的進煙口連通，所述活性炭吸附器的出煙口與所述環境集煙風機進煙口連通，所述環境集煙風機出煙口與所述排氣筒連接，所述煙氣洗滌塔的出液口通過所述煙氣洗滌液循環泵分別與煙氣洗滌塔的進液口和所述堿浸反應槽連通；

所述集煙模塊包括環境集煙罩和布袋除塵器，所述環境集煙罩設置為兩個，兩個所述環境集煙罩分別設置在所述破碎機與所述球磨機的上方，兩個所述環境集煙罩均與所述布袋除塵器連通，所述布袋除塵器的出料口與所述煙氣洗滌塔連通。