[發明專利]一種利用鋁電解槽大修渣制備替代燃料的方法及系統

在審

• 申請號: 202110503509.8
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113278459A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 董貝;高敏;劉建;馬旭;李鵬斌
• 申請（專利權）人: 成都建筑材料工業設計研究院有限公司
• 主分類號: C10L5/48
• 分類號: C10L5/48
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈林

本發明涉及大修渣處理技術領域，具體公開了一種利用鋁電解槽大修渣制備替代燃料的方法，具體包括以下步驟：步驟S1：將大修渣破碎為粒徑小于15mm的小顆粒；步驟S2：將碳基添加劑和小顆粒進行配比，并輸送至管磨機內進行改性粉磨，得到改性粉磨料。以及用于該方法的系統，本發明通過將破碎后的小顆粒與碳基添加劑按照配比混合后進行改性粉磨，碳基添加劑作為助磨助燃劑，使得單位能耗有效降低20％以上,相較于原大修渣，改性粉磨后混合料粉綜合熱值提高至4000kcal/kg以上，揮發份可由0提升至5?10％，同時由于添加了碳基添加劑使得燃點降低約100℃，燃燒性能提高。

技術領域

本發明涉及鋁電解槽大修渣處理技術領域，更具體地講，涉及一種利用鋁電解槽大修渣制備替代燃料的方法及系統。

背景技術

近年來，我國電解鋁工業得到迅猛發展，2017年－2020年產量均達到3500萬噸以上，占世界總產量55％以上，與此同時，電解鋁工業的環境污染問題已受到國家、行業和社會的高度關注。大修渣是電解鋁生產過程排放的典型有害固體廢棄物，平均每生產一噸電解鋁，會產生20－30kg大修渣，鋁電解槽大修渣主要包含陰極炭塊、耐火磚、扎糊、保溫磚、防滲澆注料、耐火灰漿及絕熱板等，由于長期高溫條件下受到電解質液地侵蝕，停槽后地大修渣中含有大量可溶性氟化物及氰化物，其中可溶性氟化物具有強烈地腐蝕性，屬于有害物質，氰化物為劇毒物質。如不妥善處置，會隨雨水混入江河、滲入地下污染地表水源、地下水和土壤，對周圍生態環境、人類健康及動植物生長造成很大危害。

國家《危險廢物名錄》(2021年版)明確規定，電解鋁過程中電解槽維修及廢棄產生的廢渣為危險廢物，廢物代碼為HW48(321－023－48)。

目前電解鋁大修渣處理技術可分為安全填埋，濕法處理和火法處理等，安全填埋占用土地資源且本質上未實現大修渣減量化、資源化處理，美國等發達國家已命令禁止填埋，故不推薦使用；濕法處理是近年來大修渣處置研究和發展重點，包括浮選技術和化學浸出技術等，濕法處理能將大修渣中電解質和炭分離，資源化程度高，但濕法處理需要考慮分離后的物質純度、廢水處理等問題，工藝相對復雜、投資成本大，目前大規模推廣難度大；火法處置包括回轉窯焚燒、水泥窯協同焚燒等，主要通過高溫焚燒過程實現氟氰等有害物質固化或處置，作為目前主流處置方法，工藝相對簡單，但仍存在諸多問題制約行業發展：

(1)整體預處理難度大，能耗高。大修渣硬度高，抗磨性強，這是由于大修渣中澆注料、防滲料等占比達50％左右，尤其是其中氮化硅結合碳化硅磚等高強澆注料，莫氏硬度更是達到8～9以上，故現有大修渣預處理工藝，普遍存在磨機能耗高，設備損耗大的問題。

(2)資源化利用率低，大規模替代燃料技術不成熟。大修渣中陰極炭塊占比在30－50％左右，但其炭質以石墨晶體有序結構為主，揮發分低，燃點高，燃燒性能較差，直接作為替代燃料替代率較低。

(3)應用受限。目前大修渣處置未形成資源化替代燃料，處置思路以減量化為主，處置同時未實現其熱值回收利用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種利用鋁電解槽大修渣制備替代燃料的方法。

本發明解決技術問題所采用的解決方案是：

一方面，

一種利用鋁電解槽大修渣制備替代燃料的方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：將大修渣破碎為粒徑小于15mm的小顆粒；

步驟S2：將碳基添加劑和小顆粒進行配比，并輸送至管磨機內進行改性粉磨，得到改性粉磨料；

將大修渣與碳基添加劑按照一定比例進行配比，進入管磨機完成改性粉磨過程，經過改性粉磨，得到改性粉磨料，磨機維護及清理時間延長，單位能耗有效降低20％以上，相較于原大修渣，改性粉磨后混合料粉綜合熱值提高至4000kcal/kg以上，揮發份可由0提升至5－10％，燃點降低約100℃，燃燒性能明顯改善。