本發(fā)明屬于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電解鋁大修廢渣的處理方法。

背景技術(shù)：

鋁電解生產(chǎn)采用熔鹽電解法，具體為，以氧化鋁為原料，以氟化鹽(冰晶石、氟化鋁)為熔劑進(jìn)行電解；而在電解生產(chǎn)過(guò)程中，一部分含氟電解質(zhì)會(huì)被炭質(zhì)槽內(nèi)襯吸收，再擴(kuò)散到其它筑爐材料中。在電解槽大修時(shí)，清除出來(lái)的廢內(nèi)襯，即為電解槽大修渣，該大修渣主要包括異形側(cè)塊、角部炭塊、炭素圍塊等，而該廢渣中的有害成分主要是氟化鈉和氟化鉀，以及少量的氰化鈉。因此，大修電解槽排出的廢渣，以及電解鋁生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的陽(yáng)極炭渣均屬危險(xiǎn)廢物，是造成環(huán)境污染的主要因素之一，具有極大的危害性，同時(shí)，危廢堆存還會(huì)占用大量土地、影響周邊環(huán)境；對(duì)此，國(guó)家危廢管理及處置標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，必須建立系統(tǒng)規(guī)范的危險(xiǎn)廢物收運(yùn)處理系統(tǒng)，將危廢進(jìn)行無(wú)害化處理后再安全填埋的方式，消納工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢棄物。

國(guó)內(nèi)對(duì)廢槽襯的研究起步較晚，基本都處于實(shí)驗(yàn)階段；目前，國(guó)內(nèi)各電解鋁廠對(duì)鋁電解廢陰極內(nèi)襯的處理措施基本一致，具體為，將鋁電解廢爐襯進(jìn)行分揀，將獲得的陰極鋼棒、夾雜鋁等回收再利用，獲得的廢陰極炭塊再次進(jìn)行挑揀，將能做燃料或電極使用的進(jìn)行出售，獲得的碳氮化硅耐火磚、粘土耐火磚回收再利用，剩余的則進(jìn)行填埋處理。這種處理方式十分簡(jiǎn)單、且并沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的無(wú)害化處理，回收的物資也只是以廢品進(jìn)行銷售，沒(méi)有任何附加值。除此之外，針對(duì)鋁電解廢內(nèi)襯的處理方法還包括火法處理技術(shù)和濕法處理技術(shù)；其中，火法處理技術(shù)無(wú)害化處理效果好、處理量大，但仍存在能耗高、尾氣處理不當(dāng)、容易造成二次污染等缺陷；而濕法處理技術(shù)，雖然工藝流程簡(jiǎn)單、操作性強(qiáng)、運(yùn)行成本低，但也存在設(shè)備費(fèi)用較高、無(wú)害化處理效果不徹底等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電解鋁大修廢渣的處理方法，采用濕法預(yù)處理與危廢填埋相結(jié)合的處理技術(shù)，對(duì)電解鋁廢渣進(jìn)行無(wú)害化、系統(tǒng)化處理，節(jié)約生產(chǎn)場(chǎng)地、節(jié)約處理成本，且無(wú)三廢排放。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為：

一種電解鋁大修廢渣的處理方法，包括如下工藝步驟：

(1)對(duì)電解鋁廢渣進(jìn)行分揀，將廢炭塊、耐火磚、鋁渣塊、鐵塊及其它可用物揀出作為原料，并將剩余符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的廢渣進(jìn)行填埋。

(2)將原料分批次進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)，對(duì)不符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料作為待處理廢渣進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行填埋。

(3)預(yù)處理過(guò)程為，將待處理廢渣先后經(jīng)過(guò)兩組顎式破碎機(jī)的二級(jí)破碎處理后，使廢渣的粒徑小于10mm；再送入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行細(xì)磨，使廢渣的粒徑小于0.6mm；再向球磨機(jī)中加入水和除氰劑，直至氰化物的濃度不大于5mg/l；其中，水按照液固比為1:(300～400)的用量加入，除氰劑為次氯酸鈣；再向球磨機(jī)中加入除氟劑，直至氟化物的濃度不大于100mg/l；其中，除氟劑為氯化鈣。

(4)將經(jīng)過(guò)球磨機(jī)處理后獲得的廢渣進(jìn)行沉淀脫水，獲得上清液和固態(tài)廢渣；將上清液回用于球磨機(jī)的細(xì)磨過(guò)程中；對(duì)含水率小于85％的固態(tài)廢渣進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)，并將符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行填埋，不符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的固態(tài)廢渣作為待處理廢渣再繼續(xù)進(jìn)行步驟(3)的相關(guān)處理。

(5)對(duì)填埋過(guò)程中產(chǎn)生的滲濾液依次進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)、沉淀和分離處理，獲得上清水和含水廢渣；將上清水中符合生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)的水，回用于步驟(4)的球磨機(jī)細(xì)磨過(guò)程中；將含水率小于50％的含水廢渣進(jìn)行填埋。

利用本發(fā)明電解鋁大修廢渣的處理方法的有益效果為，采用濕法預(yù)處理與危廢填埋相結(jié)合的處理技術(shù)，有效解決電解鋁產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢渣的安全處置問(wèn)題，使其符合環(huán)保要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電解鋁大修廢渣綜合化、無(wú)害化處理的目的；通過(guò)系統(tǒng)化、完整化以及可循環(huán)的處理方式，將電解鋁產(chǎn)生的危廢進(jìn)行集中處置，有效降低企業(yè)危廢的處理處置成本，并減少危廢儲(chǔ)存的占地空間，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益；在本系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生的廢水可回收后循環(huán)利用，固廢物送至填埋場(chǎng)填埋處理，微量的有害氣體通過(guò)酸霧吸收塔處理后排放，使得這個(gè)處理過(guò)程無(wú)生產(chǎn)廢水排放、無(wú)固廢排放、無(wú)有害氣體排放，減少生態(tài)環(huán)境污染，綠色環(huán)保。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明電解鋁大修廢渣處理方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

一種電解鋁大修廢渣的處理方法，具體操作過(guò)程為：

(1)電解鋁廢渣經(jīng)過(guò)分揀庫(kù)房的人工分揀及機(jī)械分揀，將廢炭塊、耐火磚、鋁渣塊、鐵塊及其它可用物揀出，并稱重后送入廢渣庫(kù)房作為原料進(jìn)行堆存；剩余符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的廢渣經(jīng)汽車運(yùn)輸至電解鋁危廢的填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。

(2)化驗(yàn)中心對(duì)進(jìn)入廢渣庫(kù)房的原料分批次取樣并進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定，若符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)，則由危廢運(yùn)輸車輛運(yùn)輸至填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋，若不符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)，則送入預(yù)處理廠房進(jìn)行預(yù)處理，其中，預(yù)處理廠房包括原料料倉(cāng)、皮帶輸送機(jī)、上料機(jī)、螺旋給料機(jī)、顎式破碎機(jī)以及球磨機(jī)等機(jī)械設(shè)備。

(3)預(yù)處理過(guò)程為，將待處理廢渣先后經(jīng)過(guò)兩組顎式破碎機(jī)的二級(jí)破碎處理后，使廢渣的粒徑小于10mm；再送入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行細(xì)磨，使廢渣的粒徑小于0.6mm；再向球磨機(jī)中加入水和除氰劑，直至氰化物的濃度不大于5mg/l；其中，除氰劑為次氯酸鈣，通過(guò)添加除氰劑，使球磨機(jī)內(nèi)漿料中的氰離子和次氯酸鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而把氰離子氧化成無(wú)毒無(wú)害的氮?dú)夂投趸寂懦?，并生成氯化鈣，從而去除氰根離子；

具體的除氰原理為：

4nacn+5ca(clo)2+2h2o＝4co2↑+2n2↑+4nacl+3cacl2+2ca(oh)2；

其反應(yīng)過(guò)程為：

nacn+h2o＝hcn+naoh；

2naoh+ca(clo)2＝ca(oh)2+2naclo；

naclo+hcn＝cncl(氯氰酸)+naoh；

cncl+naoh＝nacl+hocn(正氰酸)；

hocn無(wú)毒，并可在次氯酸鈣的作用下分解，生成二氧化碳和氮?dú)猓?br>
2hocn+3ca(clo)2＝2co2↑+n2↑+3cacl2+h2o；

再向球磨機(jī)中加入除氟劑，直至氟化物的濃度不大于100mg/l；其中，除氟劑為氯化鈣，通過(guò)加入除氟劑，使除氰后溶液中的氟離子與加入的氯化鈣溶液中的鈣離子生成不溶于水的氟化鈣和氯化鈉：

具體的除氟原理為：

cacl2+2naf＝caf2↓+2nacl。

(4)將經(jīng)過(guò)球磨機(jī)處理后獲得的廢渣在浸泡沉淀池內(nèi)進(jìn)行沉淀脫水，獲得上清液和固態(tài)廢渣；其中，上清液回用于球磨機(jī)的細(xì)磨過(guò)程中，含水率小于85％的固態(tài)廢渣進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)；通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果判定，若無(wú)機(jī)氟化物的含量低于100mg/l、氰化物的含量低于5mg/l，則符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)并送入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理；若不符合上述標(biāo)準(zhǔn)，則將固態(tài)廢渣送入預(yù)處理廠房的原料料倉(cāng)繼續(xù)進(jìn)行處理；同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，調(diào)整水、除氰劑和除氟劑的加入量，并通過(guò)取樣檢測(cè)的方式不斷監(jiān)測(cè)固態(tài)廢渣中的危險(xiǎn)化合物含量。

(5)將填埋場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生的滲濾液收集至滲濾液收集池，并經(jīng)過(guò)酸堿度調(diào)節(jié)、沉淀、分離等方式對(duì)滲濾液進(jìn)行處理，獲得上清水和含水廢渣；將上清水中，符合生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)的水，直接回用于步驟(4)球磨機(jī)的細(xì)磨過(guò)程中，將含水率小于50％的含水廢渣進(jìn)入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

(6)在填埋場(chǎng)內(nèi)，對(duì)廢渣的填埋采用分層攤鋪、分層碾壓、分單元逐日覆土的填埋方式，將廢渣傾倒后、再由推土機(jī)推平；同時(shí)，每填埋1米，需使用振動(dòng)壓實(shí)機(jī)進(jìn)行壓實(shí)作業(yè)，使壓實(shí)系數(shù)達(dá)到90％。另外，每日填埋作業(yè)完成后，需對(duì)填埋場(chǎng)進(jìn)行當(dāng)日覆蓋，覆蓋層選擇hdpe膜，并取土方壓邊。

(7)當(dāng)填埋場(chǎng)填埋至最終設(shè)計(jì)高度時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行終場(chǎng)覆蓋，即，填埋場(chǎng)封場(chǎng)。封場(chǎng)的主要作用是，減少填埋場(chǎng)滲濾液的產(chǎn)生量，避免外部雨水沖刷，同時(shí)，通過(guò)設(shè)置導(dǎo)氣層，及時(shí)排出可燃?xì)怏w及有害氣體，使填埋場(chǎng)安全運(yùn)營(yíng)，也方便盡快進(jìn)行生態(tài)綠化。另外，通過(guò)建設(shè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，將發(fā)電用于填埋場(chǎng)及廠區(qū)生產(chǎn)用電，充分利用土地資源，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

(8)在生產(chǎn)過(guò)程中，將預(yù)處理廠房中的原料料倉(cāng)、顎式破碎機(jī)與布袋除塵器連接，用于去除含塵煙氣；將球磨機(jī)與酸霧吸收塔連接，用于吸收含塵空氣以及廢渣遇水后產(chǎn)生的有害氣體，并經(jīng)過(guò)處理后排放至大氣中，實(shí)現(xiàn)除塵、除有害氣體，以及無(wú)廢氣排放的目的。

本處理方法，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水可循環(huán)回收利用，無(wú)廢水外排；產(chǎn)生的廢氣主要為含塵空氣及廢渣在球磨機(jī)內(nèi)遇水后生成的有害氣體，在經(jīng)過(guò)酸霧吸收塔除塵、除有害氣體后排放至大氣，無(wú)廢氣外排；產(chǎn)生的固體廢棄物均送入填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理，無(wú)固廢排放。另外，生產(chǎn)設(shè)施及輔助生產(chǎn)設(shè)施產(chǎn)生的噪聲及振動(dòng)，采用低噪聲設(shè)施或根據(jù)具體振動(dòng)設(shè)備采取減振、隔音措施，降低噪音污染。

本處理方法，采用濕法預(yù)處理與危廢填埋相結(jié)合的處理技術(shù)，對(duì)電解鋁槽檢修過(guò)程中所產(chǎn)生的廢渣進(jìn)行無(wú)害化處理和填埋，處理方式系統(tǒng)化、完整化、可循環(huán)、且無(wú)三廢排放，有效減輕生態(tài)環(huán)境污染，并為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)特征：

1.一種電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，包括如下工藝步驟：

(1)對(duì)電解鋁廢渣進(jìn)行分揀，將廢炭塊、耐火磚、鋁渣塊、鐵塊及其它可用物揀出作為原料；

(2)將原料分批次進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)，對(duì)不符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料作為待處理廢渣進(jìn)行預(yù)處理；

(3)將待處理廢渣先后經(jīng)過(guò)兩組顎式破碎機(jī)的二級(jí)破碎處理后，再送入球磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行細(xì)磨，同時(shí)，向球磨機(jī)中加入水和除氰劑，直至氰化物的濃度不大于5mg/l，再向球磨機(jī)中加入除氟劑，直至氟化物的濃度不大于100mg/l；

(4)將經(jīng)過(guò)球磨機(jī)處理后獲得的廢渣進(jìn)行沉淀脫水，獲得上清液和固態(tài)廢渣；對(duì)含水率小于85％的固態(tài)廢渣進(jìn)行廢渣浸出實(shí)驗(yàn)，對(duì)符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行填埋；

(5)對(duì)填埋時(shí)產(chǎn)生的滲濾液依次進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)、沉淀和分離處理，獲得上清水和含水廢渣，并對(duì)含水率小于50％的含水廢渣進(jìn)行填埋。

2.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，水按照液固比為1:(300～400)的用量加入。

3.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，除氰劑為次氯酸鈣。

4.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，除氟劑為氯化鈣。

5.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，經(jīng)過(guò)兩級(jí)破碎后，廢渣的粒徑小于10mm。

6.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(3)中，經(jīng)過(guò)球磨機(jī)細(xì)磨后，廢渣的粒徑小于0.6mm。

7.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(1)的分揀過(guò)程中，將剩余符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的廢渣進(jìn)行填埋；所述步驟(2)中，經(jīng)過(guò)廢渣浸出實(shí)驗(yàn)后，對(duì)符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行填埋。

8.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(4)中，上清液回用于球磨機(jī)細(xì)磨過(guò)程中；所述步驟(5)中，將上清水中符合生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)的水，回用于步驟(4)的球磨機(jī)細(xì)磨過(guò)程中。

9.如權(quán)利要求1所述的電解鋁大修廢渣的處理方法，其特征在于，所述步驟(4)中，經(jīng)過(guò)廢渣浸出實(shí)驗(yàn)后，對(duì)不符合危廢填埋標(biāo)準(zhǔn)的固態(tài)廢渣作為待處理廢渣再繼續(xù)進(jìn)行步驟(3)的處理。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明屬于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電解鋁大修廢渣的處理方法。該處理方法，包括：1.對(duì)電解鋁廢渣進(jìn)行分揀；2.將原料進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，對(duì)不符合填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行預(yù)處理；3.將待處理廢渣經(jīng)過(guò)二級(jí)破碎后，再進(jìn)行細(xì)磨，并依次加入水、除氰劑和除氟劑；4.將廢渣進(jìn)行沉淀脫水，并對(duì)固態(tài)廢渣進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，將符合填埋標(biāo)準(zhǔn)的物料進(jìn)行填埋；5.對(duì)填埋時(shí)產(chǎn)生的滲濾液進(jìn)行處理，并對(duì)含水廢渣進(jìn)行填埋。本處理方法，采用濕法預(yù)處理與危廢填埋相結(jié)合的處理技術(shù)，有效解決電解鋁產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢渣的安全處置問(wèn)題，且處理過(guò)程系統(tǒng)化、完整化、可循環(huán)，無(wú)三廢排放，為企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)研發(fā)人員：姚文林;虎興茂;馬青山;趙繼紅;魏軍

受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)家電投集團(tuán)寧夏能源鋁業(yè)科技工程有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2020.03.17

技術(shù)公布日：2020.08.07