[0001]

本發(fā)明屬于固廢處置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

[0002]

進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國電解鋁工業(yè)得到迅猛發(fā)展，2017年我國電解鋁產(chǎn)量達(dá)到3227萬噸，產(chǎn)能已突破4000萬噸，連續(xù)多年位居世界第一，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的57％。與此同時(shí)，電解鋁工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的環(huán)境污染問題也受到國家、行業(yè)和社會的高度關(guān)注。

[0003]

電解鋁生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生有害固體廢棄物——大修渣，平均每生產(chǎn)一噸電解鋁，會產(chǎn)生20～30千克的大修渣。大修渣含有毒性較高的可溶氟化物和氰化物，如果處置不當(dāng)，會隨雨水混入江河、滲入地下，進(jìn)而污染地表水、地下水和土壤，對周圍生態(tài)環(huán)境、公眾健康及動植物生長造成巨大危害。

[0004]

2016年版《國家危險(xiǎn)廢物名錄》已明確規(guī)定，鋁電解槽大修渣屬于t類工業(yè)危險(xiǎn)廢物。大修渣無害化資源化處理，已成為電解鋁行業(yè)亟待解決的重大難題之一。

[0005]

目前，大修渣處理方法主要有填埋法、火法處理、酸法處理、濕法處理四種。

[0006]

第一種，填埋法。我國對電解槽大修渣的處理方法目前主要采用填埋法。填埋法處理大修渣的主要工作包括廢渣運(yùn)輸、渣場場址選擇、渣場設(shè)計(jì)布置、廢渣填埋前的預(yù)處理、滲濾液的處理等。但填埋法處理大修渣也面臨兩大弊端：一是占用大量土地；二是無法從根本上處理有毒有害物質(zhì)。填埋法不能徹底解決大修渣有害物質(zhì)，且對電解槽大修渣無論是貯存或填埋，都有極其嚴(yán)格的要求，不僅要投入巨額費(fèi)用用于渣場建設(shè)和日常運(yùn)行管理，而且還存在長期的潛在污染隱患，因此填埋法從長遠(yuǎn)來看是不可行的。

[0007]

第二種，火法處理。根據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，燃燒是去除氰化物的有效方法。當(dāng)加熱到300℃時(shí)，廢槽內(nèi)襯中約99.5％的氰化物消失；當(dāng)加熱到400℃時(shí)，約99.8％的氰化物消失；當(dāng)加熱到700℃以上時(shí)，氰化物完全消失?；鸱ㄌ幚黼娊獠鄞笮拊苡行茐那杌?，使氟化物以hf形式逸出或轉(zhuǎn)化為相對不溶的氟化物，耐火材料分解為滿足環(huán)保要求的惰性渣，處理后的物料可以填埋或作為原料出售，其缺點(diǎn)是對設(shè)備氣密性要求很嚴(yán)，投資巨大，且消耗大量能源，還會造成二次污染。

[0008]

第三種，酸法處理。國內(nèi)對大修渣處理的研究起步較晚，研究技術(shù)主要是酸法處理和直接利用，尚處于小試階段，沒有批量推廣應(yīng)用。硫酸酸法處理廢槽內(nèi)襯，即將廢槽內(nèi)襯粉碎后投入注有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)生的濾渣和濾液可進(jìn)一步處理，濾渣制成石墨粉和工業(yè)氫氧化鋁、氧化鋁，濾液可生產(chǎn)氟化鹽、硫酸鹽產(chǎn)品。

[0009]

第四種，濕法處理。含氟、含氰化物的電解槽大修渣與水溶性的鈣、鎂、鋁離子化合物在水中可形成次氯酸的鈣、鎂、鈉鹽，混合加水球磨制漿，待漿料中浸出的氰化物被次氯酸還原分解，氟化物與漿料中的鈣、鎂、鋁離子反應(yīng)生成不溶于水的無毒的氟化鈣(caf2)、

氟化鎂(mgf2)、氟化鋁(alf3)沉淀后，采用離心固液分離或過濾沉降池固液分離，分離后的水可重復(fù)用于前段處理工藝，沉淀后的固體物可用于耐火材料生產(chǎn)的添加劑或建筑材料。缺點(diǎn)是投資、占地較大，沉淀后產(chǎn)物回收利用受上游產(chǎn)品市場影響較大。

[0010]

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：

[0011]

(1)占地面積大；

[0012]

(2)處置不徹底；

[0013]

(3)回收利用受制約程度高；

[0014]

(4)技術(shù)不成熟。

[0015]

為此提出一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)及方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0016]

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)可完整地將物料從初始狀態(tài)預(yù)處理至理想狀態(tài)，再結(jié)合水泥窯協(xié)同處置工況優(yōu)勢，徹底利用了廢渣的有價(jià)值部分，有害部分也能得到充分解毒處置。

[0017]

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，包括卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、廢氣收集處理單元和計(jì)量喂料單元，所述卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、計(jì)量喂料單元依次密閉相連，所述卸料單元包括卸料倉，所述兩級破碎單元包括粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置，所述卸料倉與粗破碎裝置的入料口密閉相連，所述粗破碎裝置的出料口和細(xì)破碎裝置的入料口密閉相連，所述粉磨單元包括粉磨裝置，所述粉磨裝置的入料口與細(xì)破碎裝置的出料口密閉相連，所述粉磨裝置的出料口與計(jì)量喂料單元的入料口密閉相連，所述計(jì)量喂料單元的出料口與水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭密閉相連，所述廢氣收集處理單元包括收塵器，所述卸料倉的出塵口、粗破碎裝置的出塵口、細(xì)破碎裝置的出塵口、粉磨裝置的出塵口和計(jì)量喂料單元的出塵口分別通過負(fù)壓管道連接至收塵器，所述收塵器的出氣口通過引風(fēng)機(jī)與窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連。

[0018]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置通過輸送設(shè)備密閉相連，所述輸送設(shè)備為鏈板輸送機(jī)、或皮帶輸送機(jī)、或斗提機(jī)。

[0019]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述粗破碎裝置為顎式破碎機(jī)。配合料斗、鏈板輸送機(jī)可以穩(wěn)定供料。

[0020]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述細(xì)破碎裝置為顎式破碎機(jī)、齒輥式破碎、或沖擊式破碎機(jī)。在細(xì)碎裝置的技術(shù)選型上避免選擇反擊式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)以減少破碎工況時(shí)大量火花的產(chǎn)生。

[0021]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述粉磨單元還包括粉體暫存?zhèn)}，所述粉體暫存?zhèn)}用于暫存經(jīng)粉磨裝置粉磨后的成品，所述粉體暫存?zhèn)}的出料口與計(jì)量喂料單元的入料口密閉相連，所述粉體暫存?zhèn)}的出塵口通過負(fù)壓管道連接收塵器。

[0022]

在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粉磨裝置為管式球磨機(jī)，所述管式球磨機(jī)的粉料出口與粉體暫存?zhèn)}的入料口密閉相連。

[0023]

在上述技術(shù)方案中，進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粉磨裝置為立式磨機(jī)，所述立式磨機(jī)的粉料出口與收塵器的入口密閉相連，所述收塵器的出料口與粉體暫存?zhèn)}的入料口密閉相連。

[0024]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，所述計(jì)量喂料單元包括科氏秤，粉磨后的成品集中暫存于封閉的粉體暫存?zhèn)}內(nèi)，在水泥窯協(xié)同處置過程中使用科氏秤準(zhǔn)確計(jì)量給料，以保證水泥窯穩(wěn)定運(yùn)行。

[0025]

一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理方法，包括如下步驟：

[0026]

s1、大修渣破碎和粉磨：電解鋁大修渣進(jìn)入兩級破碎單元破碎，得到符合要求的大修渣物料；再將大修渣物料送入粉磨單元粉磨，得到符合要求的大修渣粉料；

[0027]

s2、大修渣焚燒：將大修渣粉料經(jīng)計(jì)量喂料單元計(jì)量后送入水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭焚燒，大修渣粉料的投加點(diǎn)溫度大于850℃，整個系統(tǒng)收集的廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)再入水泥窯焚燒。

[0028]

在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的，兩級破碎單元破碎后物料粒度30％左右控制在20～25mm之間，所述大修渣粉料的粒徑小于100μm。

[0029]

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：

[0030]

1、本發(fā)明的預(yù)處理系統(tǒng)及方法整體比水洗法節(jié)約用水，節(jié)省建筑投資，不易造成因水體泄露引起的污染和中毒事故。

[0031]

2、本發(fā)明的預(yù)處理系統(tǒng)，以兩級粉碎和粉磨預(yù)處理為核心工藝段，可完整地將物料從初始狀態(tài)預(yù)處理至適用于水泥窯協(xié)同處置的理想狀態(tài)，該系統(tǒng)適合磨蝕性較大、前置破碎工藝段粒度較難保證的大修渣，該類大修渣含耐磨物料硅鋁質(zhì)物料較多，如果使用常規(guī)設(shè)備，可能造成設(shè)備的破損和泄露。

[0032]

3、本發(fā)明系統(tǒng)中，物料在制成粉末后，全工藝流程的設(shè)備形成封閉空間，有害粉末安全存放和輸送，產(chǎn)生的揚(yáng)塵均經(jīng)過負(fù)壓抽吸，將廢氣統(tǒng)一收集，不易形成污染。

[0033]

4、本發(fā)明系統(tǒng)處理后的物料，熱值和基本無機(jī)成分都被水泥線循環(huán)利用，粉末中的有害物質(zhì)相比塊、粒狀物料更加易于徹底焚燒和形成熟料，成品有較高的利用價(jià)值，可同時(shí)替代生產(chǎn)所需的部分燃料和原料。

[0034]

5、本發(fā)明有害物質(zhì)hf的安全處置，在水泥窯中正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生大量的石灰，該物質(zhì)本身為固氟劑，而投入的大修渣中所含的有害成分hf在超過1000倍的固化劑沖刷反應(yīng)下生成無害的caf沉淀。

[0035]

6、本發(fā)明有害物質(zhì)cn-的安全處置，大修渣粉料投加點(diǎn)為水泥生產(chǎn)線焚燒工段，投加點(diǎn)溫度超過850℃，不穩(wěn)定的氰化物在該溫度下將得到徹底的焚燒分解，少量穩(wěn)定的氰化物在經(jīng)過水泥窯超過1400℃的熔融態(tài)混合后，最終固定在熟料晶格內(nèi)；且固定該有害物質(zhì)的水泥熟料浸出毒性可滿足要求。

[0036]

7、本發(fā)明處置量大，在依托水泥廠原料成分允許的條件下，可完全的釋放粉磨產(chǎn)能，至少可形成不大于6萬噸/年的預(yù)處理能力。

附圖說明

[0037]

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例一提供的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)的流程圖一；

[0038]

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例二提供的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)的流程圖二。

[0039]

圖中：1、卸料倉；2、粗破碎裝置；3、細(xì)破碎裝置；4-1、管式球磨機(jī)；4-2、立式磨機(jī)；

5、粉體暫存?zhèn)}；6、科氏秤；7、收塵器；8、鏈板輸送機(jī)；9、斗提機(jī)；10、皮帶輸送機(jī)；11、中間倉；

[0040]

帶箭頭虛線為氣流方向；帶箭頭實(shí)線為料流方向。

具體實(shí)施方式

[0041]

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下：

[0042]

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

[0043]

鋁電解槽大修渣主要構(gòu)成比較復(fù)雜，為生產(chǎn)過程中各個工藝工段產(chǎn)生的固廢混合物。其主要包含陰極炭塊、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(zhì)液的侵蝕，停槽后的大修渣中含有可溶性氟化物及氰化物，屬于有害物質(zhì)，有毒物質(zhì)。

[0044]

實(shí)施例1

[0045]

請參閱圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，包括卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、廢氣收集處理單元和計(jì)量喂料單元，所述卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、計(jì)量喂料單元依次密閉相連，所述卸料單元包括卸料倉1，所述兩級破碎單元包括粗破碎裝置2和細(xì)破碎裝置3，所述粉磨單元包括粉磨裝置和粉體暫存?zhèn)}5，所述粉磨裝置為管式球磨機(jī)4-1，粉磨裝置工作時(shí)由車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水或其他來源廢水為其降溫，所述計(jì)量喂料單元包括科氏秤6，所述廢氣收集處理單元包括收塵器7；

[0046]

所述卸料倉1通過鏈板輸送機(jī)8與粗破碎裝置2的入料口密閉相連，所述粗破碎裝置2的出料口通過斗提機(jī)9和細(xì)破碎裝置3的入料口密閉相連，所述細(xì)破碎裝置3的出料口通過皮帶輸送機(jī)10與管式球磨機(jī)4-1的入料口密閉相連，所述管式球磨機(jī)4-1的粉料出口通過斗提機(jī)9與粉體暫存?zhèn)}5的入料口密閉相連，所述粉體暫存?zhèn)}5用于暫存經(jīng)粉磨裝置粉磨后的成品，所述粉體暫存?zhèn)}5的出料口與科氏秤6的入料口密閉相連，所述科氏秤6的出料口與水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭密閉相連，所述卸料倉1的出塵口、粗破碎裝置2的出塵口、細(xì)破碎裝置3的出塵口、管式球磨機(jī)4-1的出塵口、粉體暫存?zhèn)}5的出塵口、和科氏秤6的出塵口分別通過負(fù)壓管道連接至收塵器7，本實(shí)施例中收塵器7的數(shù)量可根據(jù)整個系統(tǒng)布置需要進(jìn)行設(shè)置，所述收塵器7的出氣口通過引風(fēng)機(jī)與窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連，所述收塵器7的出料口與粉體暫存?zhèn)}5的入料口密閉相連。

[0047]

實(shí)施例2

[0048]

請參閱圖2，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，包括卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、廢氣收集處理單元和計(jì)量喂料單元，所述卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、計(jì)量喂料單元依次密閉相連，所述卸料單元包括卸料倉1，所述兩級破碎單元包括粗破碎裝置2和細(xì)破碎裝置3，所述粉磨單元包括粉磨裝置和粉體暫存?zhèn)}5，所述粉磨裝置為立式磨機(jī)4-2，粉磨裝置工作時(shí)由車間生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢

水或其他來源廢水為其降溫，所述計(jì)量喂料單元包括科氏秤6，所述廢氣收集處理單元包括收塵器7；

[0049]

所述卸料倉1通過鏈板輸送機(jī)8與粗破碎裝置2的入料口密閉相連，所述粗破碎裝置2的出料口通過皮帶輸送機(jī)10和細(xì)破碎裝置3的入料口密閉相連，本實(shí)施例中在細(xì)破碎裝置3和立式磨機(jī)4-2之間設(shè)置一中間倉11，所述細(xì)破碎裝置3的出料口通過斗提機(jī)9與中間倉11入料口密閉相連，所述中間倉11的出料口通過皮帶輸送機(jī)10與立式磨機(jī)4-2的入料口密閉相連，所述立式磨機(jī)4-2的粉料出口與收塵器7的入口密閉相連，所述粉體暫存?zhèn)}5用于暫存經(jīng)粉磨裝置粉磨后的成品，所述粉體暫存?zhèn)}5的出料口與科氏秤6的入料口密閉相連，所述科氏秤6的出料口與水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭密閉相連，所述卸料倉1的出塵口、粗破碎裝置2的出塵口、細(xì)破碎裝置3的出塵口、中間倉11的出塵口、粉體暫存?zhèn)}5的出塵口、和科氏秤6的出塵口分別通過負(fù)壓管道連接至收塵器7，本實(shí)施例中收塵器7的數(shù)量可根據(jù)整個系統(tǒng)布置需要進(jìn)行設(shè)置，所述收塵器7的出氣口通過引風(fēng)機(jī)與窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連，所述收塵器7的出料口與粉體暫存?zhèn)}5的入料口密閉相連。

[0050]

上述兩個實(shí)施例中，所述粗破碎裝置2為顎式破碎機(jī)。配合料斗、鏈板輸送機(jī)可以穩(wěn)定供料。

[0051]

所述細(xì)破碎裝置3為顎式破碎機(jī)、齒輥式破碎、或沖擊式破碎機(jī)。在細(xì)破碎裝置3的技術(shù)選型上避免選擇反擊式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)以減少破碎工況時(shí)大量火花的產(chǎn)生。

[0052]

經(jīng)兩級破碎和粉磨后的成品集中暫存于封閉的粉體暫存?zhèn)}5內(nèi)，在水泥窯協(xié)同處置過程中使用科氏秤6準(zhǔn)確計(jì)量給料，以保證水泥窯穩(wěn)定運(yùn)行。

[0053]

本發(fā)明的安全實(shí)施過程：

[0054]

1、兩級破碎，不限于破碎機(jī)形式，可能為雙顎式破碎、顎式破碎+齒輥式破碎等，各破碎工段設(shè)置負(fù)壓收塵點(diǎn)，揚(yáng)塵收集，廢氣收集；

[0055]

2、破碎后物料進(jìn)入粉磨裝置粉磨，不限于具體的粉磨形式，例如：立磨、球磨、棒磨、棒球磨等，粉磨工段氣體集中收集；

[0056]

3、工藝的整體廢氣收集，經(jīng)風(fēng)機(jī)引送至窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口，最終入窯焚燒。產(chǎn)生揚(yáng)塵的設(shè)備均經(jīng)過負(fù)壓抽吸，將廢氣統(tǒng)一收集。

[0057]

4、設(shè)置中間倉11和粉體暫存?zhèn)}5，中間倉11可減少磨機(jī)開機(jī)時(shí)間，粉體暫存?zhèn)}5滿足水泥廠生產(chǎn)精確喂料、配料要求。

[0058]

5、粉體管道輸送，減少粉體飄逸、撒漏可能，滿足安全生產(chǎn)要求。最終物料通過管道輸送，避免了機(jī)械輸送的揚(yáng)塵和暴露。

[0059]

6、生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量車間地面沖洗廢水可用于粉磨裝置的降溫，揮發(fā)的氣體作為廢氣一同經(jīng)過廢氣處理系統(tǒng)處置。

[0060]

實(shí)施例3

[0061]

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理方法，包括如下步驟：

[0062]

s1、大修渣破碎和粉磨：電解鋁大修渣進(jìn)入兩級破碎單元破碎，兩級破碎單元破碎后物料粒度30％左右控制在20～25mm之間；再將大修渣物料送入粉磨單元粉磨，得到符合要求的大修渣粉料，大修渣粉料的粒徑小于100μm；

[0063]

s2、大修渣焚燒：將大修渣粉料經(jīng)計(jì)量喂料單元計(jì)量后送入水泥生產(chǎn)線焚燒工段

的分解爐或水泥窯窯頭焚燒，大修渣粉料的投加點(diǎn)溫度大于850℃，整個系統(tǒng)收集的廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)再入水泥窯焚燒。

[0064]

本發(fā)明的預(yù)處理系統(tǒng)通過粗破碎設(shè)備將大修渣原料破碎成小塊，再次利用細(xì)破碎設(shè)備將物料破碎至粉磨設(shè)備可允許的范圍內(nèi)，粉磨單元可以為開路式也可以為閉路式粉磨系統(tǒng)，粉磨后的物料為粉末狀，于粉體暫存?zhèn)}5內(nèi)儲存，再根據(jù)計(jì)量喂料單元精確給料，最終由動力風(fēng)機(jī)噴吹至水泥窯分解爐或水泥窯窯頭焚燒。

[0065]

對大修渣的無害化處置原理做進(jìn)一步的說明如下：

[0066]

1、氟化物的去除，在分解爐中使鈣離子與氟離子反應(yīng)生成對人無害的氟化鈣沉淀如下，該反應(yīng)效率再實(shí)驗(yàn)室條件下可達(dá)到92％，在水泥窯系統(tǒng)中，反應(yīng)劑過飽和于有害物質(zhì)10000倍以上，可以保證更高的無害化反應(yīng)效率：

[0067]

ca

2+

+2f-＝caf2；

[0068]

以2500t/d熟料水泥窯生產(chǎn)線為例，石灰石比例占整個高溫灼燒料80％以上，生產(chǎn)狀態(tài)下至少含有2000t/d熟石灰cao從分解爐經(jīng)過，在850℃高溫條件下以極過飽和的狀態(tài)與f-碰撞反應(yīng)，無害化反應(yīng)過程無需額外增加反應(yīng)藥劑成本，工況穩(wěn)定持續(xù)。

[0069]

2、氰化物的去除，通常含氰廢物主要危害成分為hcn及cn-的k、na鹽，并且易于溶解，給水體造成污染。該類有害成分在自然條件下本身可緩慢氧化降解，且氰化氫本身也是易燃?xì)怏w。

[0070]

在分解爐中燃燒，產(chǎn)生如下反應(yīng)，可幾乎全部分解氰化氫氣體：

[0071]

hcn+5/4o2→

1/2h2o+1/2n2+co2(850℃～900℃)；

[0072]

hcn+h2o

→

hn3+co；

[0073]

氰化氫氣體在600℃～710℃可與水反應(yīng)生成安全的可燃物質(zhì)。

[0074]

氰化物的去除，氰化物在水泥窯中有多種反應(yīng)途徑。此處以氰化鈉為例：

[0075]

氰化物在加熱條件下可氧化分解，微量的鐵氧化物是該反應(yīng)條件的催化劑，而含鐵礦物正是水泥生產(chǎn)的必須原料。鐵質(zhì)原料的加速催化如下反應(yīng)(以鈉鹽為例)：

[0076]

2nacn+o2→

2naocn；

[0077]

2naocn+1.5o2→

na2co3+n2+2h2o；

[0078]

最終產(chǎn)生無害鹽與氣體。

[0079]

cn-的k、na鹽在50℃以上的溫度下，可發(fā)生不可逆水解反應(yīng)產(chǎn)生甲酸鈉，而甲酸鈉在440℃～550℃條件下最終分解為碳酸鈉和碳。具體反應(yīng)如下：

[0080]

nacn+2h2o

→

hn3+hcoona；(>50℃)

[0081]

14hcoona

→

7na2co3+co+3co2+3c；(440℃～550℃)

[0082]

當(dāng)氰化物在分解爐中大于850℃的高溫條件下，會同時(shí)與分解爐中的氧氣、水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，這時(shí)分解爐中含有的大量鐵質(zhì)礦粉起到了催化作用。本工藝流程將物料預(yù)先制備為小于100μm粒徑的粉末，使大修渣內(nèi)的有害成分充分反應(yīng)。

[0083]

從某鋁廠取樣檢測及統(tǒng)計(jì)各大修渣組成特征污染物浸出含量如下表1：

[0084]

表1各大修渣組成特征及污染物浸出含量

[0085]

[0086][0087]

物料粉磨后經(jīng)旋轉(zhuǎn)爐850℃熱處理技術(shù)測試：實(shí)驗(yàn)參數(shù)：氧化鈣添加比例為80％，850℃下開展實(shí)驗(yàn)，達(dá)到設(shè)定溫度后，加入大修渣粉末，然后恒溫0min/5min/10min/15min/20min，旋轉(zhuǎn)速率為3r/min。熱處理后，檢測大修渣物料中污染物浸出毒性，檢測結(jié)果見下表2所示。

[0088]

表2熱處理后的大修渣中污染物浸出含量

[0089][0090]

因此，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，熟料回轉(zhuǎn)窯實(shí)際達(dá)到1400℃的環(huán)境下可以將該預(yù)處理后的大修渣中的污染物更加迅速地去除，說明本工藝路線適合鋁業(yè)冶煉大修渣危險(xiǎn)廢物的處置。

[0091]

盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：包括卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、廢氣收集處理單元和計(jì)量喂料單元，所述卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、計(jì)量喂料單元依次密閉相連，所述卸料單元包括卸料倉，所述兩級破碎單元包括粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置，所述卸料倉與粗破碎裝置的入料口密閉相連，所述粗破碎裝置的出料口和細(xì)破碎裝置的入料口密閉相連，所述粉磨單元包括粉磨裝置，所述粉磨裝置的入料口與細(xì)破碎裝置的出料口密閉相連，所述粉磨裝置的出料口與計(jì)量喂料單元的入料口密閉相連，所述計(jì)量喂料單元的出料口與水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭密閉相連，所述廢氣收集處理單元包括收塵器，所述卸料倉的出塵口、粗破碎裝置的出塵口、細(xì)破碎裝置的出塵口、粉磨裝置的出塵口和計(jì)量喂料單元的出塵口分別通過負(fù)壓管道連接至收塵器，所述收塵器的出氣口通過引風(fēng)機(jī)與窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置通過輸送設(shè)備密閉相連，所述輸送設(shè)備為鏈板輸送機(jī)、或皮帶輸送機(jī)、或斗提機(jī)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述粗破碎裝置為顎式破碎機(jī)。配合料斗、鏈板輸送機(jī)可以穩(wěn)定供料。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述細(xì)破碎裝置為顎式破碎機(jī)、齒輥式破碎、或沖擊式破碎機(jī)。在細(xì)碎裝置的技術(shù)選型上避免選擇反擊式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)以減少破碎工況時(shí)大量火花的產(chǎn)生。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述粉磨單元還包括粉體暫存?zhèn)}，所述粉體暫存?zhèn)}用于暫存經(jīng)粉磨裝置粉磨后的成品，所述粉體暫存?zhèn)}的出料口與計(jì)量喂料單元的入料口密閉相連，所述粉體暫存?zhèn)}的出塵口通過負(fù)壓管道連接收塵器。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述粉磨裝置為管式球磨機(jī)，所述管式球磨機(jī)的粉料出口與粉體暫存?zhèn)}的入料口密閉相連。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述粉磨裝置為立式磨機(jī)，所述立式磨機(jī)的粉料出口與收塵器的入口密閉相連，所述收塵器的出料口與粉體暫存?zhèn)}的入料口密閉相連。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)量喂料單元包括科氏秤，粉磨后的成品集中暫存于封閉的粉體暫存?zhèn)}內(nèi)，在水泥窯協(xié)同處置過程中使用科氏秤準(zhǔn)確計(jì)量給料，以保證水泥窯穩(wěn)定運(yùn)行。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理方法，其特征在于：包括如下步驟：s1、大修渣破碎和粉磨：電解鋁大修渣進(jìn)入兩級破碎單元破碎，得到符合要求的大修渣物料；再將大修渣物料送入粉磨單元粉磨，得到符合要求的大修渣粉料；s2、大修渣焚燒：將大修渣粉料經(jīng)計(jì)量喂料單元計(jì)量后送入水泥生產(chǎn)線焚燒工段的分解爐或水泥窯窯頭焚燒，大修渣粉料的投加點(diǎn)溫度大于850℃，整個系統(tǒng)收集的廢氣通過引風(fēng)機(jī)引入窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)再入水泥窯焚燒。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理方法，其特征

在于：兩級破碎單元破碎后物料粒度30％左右控制在20～25mm之間，所述大修渣粉料的粒徑小于100μm。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種適用于水泥窯協(xié)同處置電解鋁大修渣的預(yù)處理系統(tǒng)，包括卸料單元、兩級破碎單元、粉磨單元、廢氣收集處理單元和計(jì)量喂料單元，卸料單元包括卸料倉，兩級破碎單元包括粗破碎裝置和細(xì)破碎裝置，粉磨單元包括粉磨裝置，卸料倉、粗破碎裝置、細(xì)破碎裝置、粉磨裝置、計(jì)量喂料單元依次密閉相連，計(jì)量喂料單元出料口與分解爐或水泥窯窯頭密閉相連，廢氣收集處理單元包括收塵器，卸料倉、粗破碎裝置、細(xì)破碎裝置、粉磨裝置及計(jì)量喂料單元各自出塵口分別連接至收塵器，收塵器出氣口與窯頭篦冷機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相連。本發(fā)明可完整地將物料從初始狀態(tài)預(yù)處理至適于水泥窯協(xié)同處置的理想狀態(tài)，徹底利用廢渣的有價(jià)值部分，有害部分也得到充分解毒處置。也得到充分解毒處置。也得到充分解毒處置。

技術(shù)研發(fā)人員：馬東光 李惠 黃慶 鄭金召

受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.11.04

技術(shù)公布日：2021/2/5