[发明专利]基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解生产金属铝过程中废弃的包括废阴极碳、石墨内衬等在内的所有电解槽内衬的处理方法，尤其涉及一种基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法。

背景技术

废槽衬是铝电解槽定期排出的固体废弃物，主要包括阴极炭块、阴极糊、石墨内衬、耐火砖、保温砖、防渗料及绝热板等。由于含有较高水平的氟化物和氰化物，废槽衬属于危险废物。鉴于氟化物、氰化物等毒物的可溶性、挥发性，在风吹雨淋等露天堆放等条件下，废槽衬中的有害物质会向堆场周边的地下水、土壤和大气环境中逐步转移，也会随雨水进入到江河以及湖泊，进而污染水体，对环境生态以及人类健康产生较大的危害。

关于铝电解废槽衬的无害化、资源化处理方法，研究较多的是焚烧法处理。但是焚烧法处理有很多不足：①焚烧工艺复杂，需要专门的焚烧设备，投资和运行成本很高；②高附加值的氟化物最终进入残渣，没有得到回收利用；③产生烟尘、烟气等尾气需要处理；④只能处理炭质废槽衬(约占废槽衬重量的30％)，70％的废槽衬仍需要安全填埋。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其特征在于，包括步骤：

A、将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；

B、按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；

C、通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；

D、将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF₂；

E、沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，可作为原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行业。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，是一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的湿法处理铝电解槽废槽衬的方法，其遇水容易析出氰化氢、氟化氢的弊端可以通过控制碱性的反应环境来克服。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。

本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，其较佳的具体实施方式如图1所示：

包括步骤：

A、将废槽衬破碎、磨细至粒度1～10mm后，加入氧化反应池中；

B、按理论反应值的1.2～2.0倍加入次氯酸钠溶液，控制弱碱性的pH值7.0～8.5，危险元素氰化物与次氯酸钠溶液发生氧化还原反应而被除去，反应时间为0.5～1.0小时；

C、通过防腐筛网过滤氧化反应后的残渣，置于沉淀反应池中；

D、将浓度为饱和浓度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反应池中，浸泡残渣1.0～1.5小时，使之结合氟化物反应生成难溶的CaF₂；

E、沉淀反应后通过防腐筛网过滤，所得滤液可作为纯碱工业和氧化铝工业的原料；滤后的最终残渣，已经实现了无害化，能回用于修路、建筑材料以及水泥、耐火工业的原料。

所述防腐筛网上涂Teflon或采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料材质。

本发明的基于化学沉淀和氧化还原反应的铝电解槽废槽衬处理方法，是一种简便易行、处理成本较低、生产效率较高的湿法处理铝电解槽废槽衬的方法，其遇水容易析出氰化氢、氟化氢的弊端可以通过控制碱性的反应环境来克服，技术可靠，所用各种原料来源广、价格便宜，无需焚烧炉等焚烧设备。