[实用新型]废阴极超高温纯化炉

说明书

本实用新型公开一种废阴极超高温纯化炉，所述炉体的炉膛由上至下包括预热段、加热段及冷却段，在所述预热段设有至少一个高温烟气排放管道，所述高温烟气排放管道的一端与所述炉膛预热段相连通，其另一端连通有高温引射装置，在对应于所述加热段的炉体上设有水平布置的石墨电极墙/排。该超高温纯化炉的温度最高可达3000℃，废阴极物料纯度≥97.0%，且加热温度均匀、结构简单、使用安全，以克服现有技术问题的不足。

技术领域

本实用新型涉及废阴极高温纯化技术领域，具体涉及一种废阴极超高温纯化炉。

背景技术

在电解铝生产过程中，阴极内衬及其他筑炉材料长期受钠、电解质和铝的侵蚀而吸收大量的含氟盐，同时侵蚀过程中产生的应力作用会使电解槽变形和内衬破损，因而，电解槽在运行到一定寿命(3～8)年必须进行大修，电解槽在大修过程中则会产生大量的废阴极碳块。据统计，每冶炼一吨铝，大约产生20～30kg废阴极，2018年，我国原铝产量达3600万吨，约占全球总产量的55%，产生废旧碳阴极达80万吨。

废阴极炭块主要成分为碳和氟化物等，其中高石墨化的碳占比为55%～75%，氟化物占比25%～45%，均为高附加值物质。通过对废阴极的浸出液化验分析发现：浸出液中氟离子浓度范围为220～3800mg/L、氰离子浓度最高达3～20mg/L，远大于国家外排标准，经过长期风吹、雨淋后，这些有毒物质成分会发生转移，例如挥发后混入大气，或随雨水混入江河、渗入地下，污染土壤和地下水；对于人体来说，这些有害成分有强烈的致癌作用，被明确的列入了国家危险固体废物名录中。

长期以来，国内外对废阴极碳块的处理方法做了许多研究，其中包括有泡沫浮选法、硫酸分解法和酸碱浸出法等等。目前，我国乃至世界各国大多仍采用建设防渗堆场，将废阴极进行堆放或填埋处理，这种处理方式虽然暂时实现了废阴极危险固体废物的处理，但对防渗堆场周围的生态环境仍然存在一定的生态危害隐患。现阶段对废阴极的处理主要立足点于对该类物质的无害化处理，受制于处理成本相对较高，而没有较大范围的推广应用。

目前，现阶段对废阴极无害化处理普遍采用燃烧法，但燃烧处理对其所使用的设备要求较高。比如，现阶段使用的纯化炉存在纯化率低、回收成本高、环境污染严重、作业安全性低等疑难问题。

因此，提供一种纯化率高、安全性高、低污染及资源化利用率高的废阴极处理设备是一项亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型提供一种废阴极超高温纯化炉，以期解决现有废阴极处理时资源利用率低、纯化率低、安全性低及环境污染严重等技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种废阴极超高温纯化炉，包括炉体，所述炉体的炉膛由上至下包括预热段、加热段及冷却段，在所述预热段设有至少一个高温烟气排放管道，所述高温烟气排放管道的一端与所述炉膛预热段相连通，其另一端连通有所述高温引射装置，在对应于所述加热段的炉体上设有水平布置的石墨电极墙/排。

优化的，所述炉体呈长方体或正方体状，其包括上部的炉盖、底部的炉底，所述炉盖的内壁及炉体内壁处均设有对应的保温层。

优化的，对应于所述加热段的炉体内的保温层包括外侧耐火砖层、中部碳素保温材料层和内侧内衬材料层，对应于所述预热段炉体内的保温层包括外侧保温砖层、中部碳素保温材料层和内侧内衬材料层，对应于所述冷却段炉体内的保温层包括外侧保温砖层、中部碳素保温材料层和内侧内衬材料层。

优化的，所述碳素保温材料是焙烧而成密度为0.50～1.80g/cm³，体积电阻率为50～820µΩ·m的碳素复合材料。

优化的，所述石墨电极墙/排嵌在加热段所对应的炉体外壁和炉膛之间，在所述炉体的外壁上对应于所述石墨电极墙/排处设有夹持器和冷却装置，所述夹持器上连接有供电母线和供电整流装置。