[發(fā)明專利]一種鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110398659.7
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113231436B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙洪亮;劉風(fēng)琴;盧婷婷;謝明壯;李榮斌;韓金珊;于國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: B09B3/30
• 分類號: B09B3/30;B09B3/35;B09B3/40;B09B5/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：首先采用一步感應(yīng)加熱的方式同時處理廢槽襯中的廢陰極炭塊、廢碳化硅側(cè)塊和廢耐火材料三種固體危險廢棄物，然后通過粒度控制實(shí)現(xiàn)快速加熱、傳熱以及氟化物的高效吸收，處理后物料冷卻后經(jīng)篩分得到高石墨化炭塊、碳化硅顆粒及鋁硅鈣混合物料，最終分別能夠用作煉鋼精煉過程的增碳劑、脫氧劑和精煉渣；

包括步驟如下：

(1)分類分級：將廢槽襯三部分固體廢物進(jìn)行分類，并破碎分級；

(2)爐內(nèi)布料：準(zhǔn)備一個坩堝，在底部和側(cè)壁預(yù)鋪一層石灰板，將分類分級后的三部分堆放在坩堝中；

(3)感應(yīng)加熱：將坩堝置于中頻磁感線圈中，通電后使其中的廢陰極炭塊溫度快速升高，利用廢陰極炭塊加熱夾層間廢碳化硅粒，維持加熱，使廢陰極炭塊即廢碳化硅側(cè)塊中的氟化鹽全部揮發(fā)出來，揮發(fā)出的氟化鹽經(jīng)過上層低溫覆蓋料后被廢耐火材料中的氧化鋁和氧化鈣吸收；

(4)分級回收：待高溫過程結(jié)束，根據(jù)粒徑不同對物料進(jìn)行篩分，分別得到高石墨化的炭塊、純凈的碳化硅顆粒以及含有氟化鈣、氧化鈣、鋁酸鈣的覆蓋料；

(5)回收利用：得到的高石墨化炭塊、碳化硅顆粒和覆蓋料經(jīng)進(jìn)一步處理后分別作為煉鋼過程的增碳劑、脫氧劑、精煉渣原料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(1)中三部分固體廢棄物破碎粒度要求為：廢陰極炭塊破碎至30-100mm、廢碳化硅側(cè)塊破碎至1-10mm、廢耐火材料破碎至小于150μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(2)中三部分堆放在坩堝中的方式具體為：廢陰極炭塊與廢碳化硅進(jìn)行分層、間隔堆放，廢陰極炭塊根據(jù)坩堝大小堆放2-6層，廢碳化硅顆粒堆放1-5層；保證最底層和最頂層為廢陰極炭塊物料，每一層的廢陰極炭塊與廢碳化硅顆粒按照質(zhì)量比2:1的比例堆放；將廢耐火材料與石灰按質(zhì)量比為0.5-2混合后作為覆蓋料堆放在最頂層廢陰極炭塊的上方，其中，石灰的粒徑小于1mm；廢耐火材料與石灰組成的混合料質(zhì)量與全部廢陰極炭塊和廢碳化硅粒物料質(zhì)量比為0.1-1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(2)中坩堝為剛玉、鎂鉻或鎂砂坩堝中的一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(3)中加熱溫度范圍為1500-1800℃，加熱時間為0.5-2.5小時。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(4)中篩分后30mm以上的篩上物為高石墨化的炭塊，1-10mm篩分物為碳化硅顆粒，小于150μm的篩下物為覆蓋料；其余中間物料直接作為煉鋼用脫氧劑；同時，步驟(4)中，為促進(jìn)氟化物的析出，在坩堝底部通入惰性氣體。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(5)中高石墨化炭塊進(jìn)一步處理具體為：將篩分得到的高石墨化的炭塊進(jìn)一步破碎至75μm以下后，按質(zhì)量比，加入1-5％的粘結(jié)劑，全部壓制成1-50mm的粒狀或塊狀物料，或全部按質(zhì)量比5-50％與煅后焦、電煅煤混配后進(jìn)行壓制；或?qū)⒏呤奶繅K直接破碎至1-50mm的粒度；將成型后的粒狀或塊狀物料在100-150℃烘干0.5-2小時，烘干后物料作為轉(zhuǎn)爐或電爐煉鋼過程的增碳劑原料。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(5)中碳化硅顆粒進(jìn)一步處理具體為：篩分得到的碳化硅顆粒中SiC含量在90％以上，直接作為煉鋼用脫氧劑；或者磨細(xì)至小于75μm后與鐵精礦、廢鐵皮的混合物按質(zhì)量比1:20-1:2混合，經(jīng)1000-1500℃高溫處理1-2小時，冷卻后按質(zhì)量比加入1-5％的粘結(jié)劑制粒，再經(jīng)100-150℃烘干0.5-2小時后，得到混合顆粒物料作為煉鋼用脫氧劑。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解廢槽襯高溫資源化處理的方法，其特征在于：所述步驟(5)中覆蓋料的進(jìn)一步處理具體為：篩分得到的覆蓋料直接制粒后作為煉鋼用混合型煉鋼精煉渣使用；或者經(jīng)1300℃燒結(jié)后制粒，作為燒結(jié)型煉鋼精煉渣使用；或者根據(jù)覆蓋料的具體成分，按照YB/T 4265-2011標(biāo)準(zhǔn)要求，配入氧化鋁、氧化鈣原料，經(jīng)1300℃-1800℃高溫煅燒，將得到的液態(tài)物料冷卻后破碎成塊，作為預(yù)熔型煉鋼精煉渣使用。