[发明专利]一种电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法，特别是碳化硅-氮化硅耐火砖的回收利用方法。

背景技术

铝电解槽一般在使用4～5年后需进行大修，我国多数企业平均槽寿命在1500天左右，大修时清除的废内衬，即为电解槽大修渣，该渣内含有可溶性氟化物。大修渣主要包括废阴极炭块、废耐火砖、扎糊、废保温砖、耐火粉、耐火灰浆及废绝热板等。其产生量约为30kg/t·Al（相对数，随槽龄长短而变），目前全国电解铝产能超过900万t/a，则大修渣产生量在27万t/a左右。

铝电解生产采用熔盐电解法。即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰晶石、氟化铝）为熔剂，在电解生产过程中，一部分含氟电解质被炭质槽内衬吸收，再扩散到其它筑炉材料中。

根据国家1996年就颁布的《危险废物鉴别标准  腐蚀性鉴别》（GB5085.1— 1996）和《危险废物鉴别标准   浸出毒性鉴别》（GB5085.3— 1996）；电解槽大修渣因吸附氟化物和少量的氰化物属于危险固体废物，如不进行有效的综合利用和无害化处理或贮存处置不当，将对土壤和地下水存在长期潜在的污染影响。

现有技术中，对铝电解槽大修槽渣的处理方法如下：

1、在废阴极炭块中加入石灰使之与其中的电解质发生反应，得到氟化钙、氟化钠和氟化铝，使氟得到固化以重新利用，回收的炭重新用于制造阴极材料，但处理费用太高。

2、利用水泥窑炉内部反应温度高，炭块在流程中停留时间长等条件，使废阴极炭块中的有害物质在高温环境中进行分解置换，并最终固化在水泥熟料中，同时废阴极炭块中的碳作为燃料降低了煤的消耗。但是，采用该方法的缺点也非常明显：氟对耐火砖有损害，并且氟容易随烟气排放入空气造成大气污染；废阴极炭块中钠的含量极高，会对水泥后期强度有影响。

3、山东铝厂早在1982年就开始利用废炭块加入氧化铝熟料烧成窑代替部分无烟煤使用，虽然已通过国家鉴定，取得较好的效果，但不能做到大宗量、高附加值利用。

4、国内外对废碳化硅-氮化硅耐火砖处理技术的研究基本处于空白。

上述处理电解槽大修槽渣的方法都因不能大宗量、高附加值利用电解槽大修槽渣，所以实现工业应用的并不多，致使绝大多数铝电解槽大修槽渣仍被弃置。

电解槽大修渣无论是贮存或填埋，都要投入巨额的投资费用和运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患。因此对大修渣进行无害化处理，将其变废为宝，从根本上消除污染隐患，则是最佳和最终方案。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法。将大修槽渣中碳化硅-氮化硅耐火砖分离、提纯之后，使其成为符合工业应用标准的原料，用于提高大修槽渣的综合利用，消除环境污染，节约土地资源，并形成大宗量、高附加值的利用。

本发明的技术方案。电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法，包括下述步骤：

a、对电解槽大修槽渣进行分选，选出其中的碳化硅-氮化硅耐火砖；

b、对碳化硅-氮化硅耐火砖进行水浸，得到浸泡散开的粉料和块料，将其中的块料选出，选出的块料通过破碎，再次水浸，再次选出其中的块料作为制作耐火砖的骨料，剩余的粉料进行磨粉处理，再浮选，得到耐火砖粉料，所得的耐火砖骨料和粉料，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将其中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火砖材料。

上述的电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法，所述步骤b为，对碳化硅-氮化硅耐火砖进行水浸2-3天，得到浸泡散开的粉料和块料，将粒径大于1-5厘米的块料选出，选出的块料通过破碎至粒径0.5-2厘米，再次水浸，再次选出粒径大于0.3-1厘米的块料作为制作耐火砖的骨料，剩余的粉料进行磨粉处理，再浮选，得到耐火砖粉料，所得的耐火砖骨料和粉料，通过干燥后，在1700-1900℃进行高温煅烧，将其中的氟化钠气化，得到高纯度的耐火砖材料。

上述的电解槽大修槽渣耐火砖的回收利用方法，所述步骤b中的水通过反渗透水处理系统进行回收，分离得到的清水循环使用，得到的高氟残渣制作造渣剂。

对于电解槽大修槽渣，以某电解铝厂的160KA预焙槽为例，大修渣中各类物质组成情况见表1。

表1            160KA预焙槽大修渣组成情况