[发明专利]一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法及其应用

说明书

本发明涉及电解铝废阴极炭块处理技术领域，尤其涉及一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法及其应用。所述方法包括如下步骤：(1)将电解铝废旧阴极炭块破碎后磨成粉料，备用；(2)将水溶性钙盐溶液喷洒上述粉料中进行搅拌的同时施加超声波；(3)将步骤(2)得到的产物与原煤送入流化床锅炉燃烧。本发明的方法不仅固氟效率高，而且将氟转化为稳定的CaF₂、氟铝酸钙等后并进入飞灰和底灰，减少了HF进入烟气及影响锅炉系统的脱硝、脱硫、废水处理系统，而且最终排放到大气中的氟含量远小于国家排放标准。

技术领域

本发明涉及电解铝废阴极炭块处理技术领域，尤其涉及一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法及其应用。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

电解铝工艺因铝电解槽的大修，产生包括阴极、侧部炭块、防渗料、耐火砖、冷捣糊、保温砖、绝热板等固体废弃物。按照电解槽使用寿命、即大修周期4～6年，折合每冶炼一吨原铝产生废旧阴极10～15㎏、炭渣10～20㎏，因而产生大量的废旧阴极、炭渣。废旧阴极中约含有70％碳与30％电解质、炭渣中约含有35％碳与65％电解质。二者所含的固体电解质是一种氟化物(主要成分是冰晶石3NaF·AlF₃)，具有强烈的腐蚀性，其中还含有微量的氰化物[Na₄Fe(CN)₆]。根据部位不同，电解铝废阴极炭块中的氟元素质量含量在10～20％，是电解铝废阴极炭块中的主要有害成分。按《国家危险废物名录》的分类，铝电解槽大修产生的废旧阴极、炭渣属于危险固体废弃物。

目前，常用的电解铝废阴极炭块危废处理方式有：焚烧法、萃取法等。如专利文献201310246063.0公开的铝冶炼氟—碳危险固体废弃物综合处理利用方法，专利文献201610362843.5公开的从铝电解槽废旧的阴极炭块中回收炭和电解质的方法，专利文献200710119608.6公开的以镁还原渣为添加剂处理铝电解槽废槽衬的方法等等。然而，本发明人研究发现：这些方法存在投资大、处理效率低和处理费用高等方面的不足。

另外，专利文献201810878657.6公开了一种利用电站煤粉锅炉处理电解铝废阴极碳块废弃物的方法，其将电解铝废阴极碳块与钙基固氟剂按比例混合，通过钢球磨制粉后并入炉燃烧；电解铝废阴极碳块粉在锅炉内燃烧过程中，所含氰化物在炉内高温下分解成CO₂和N₂，氟元素在炉内释放为F^～，部分F^～与添加的钙基固氟剂以及煤中的钙离子反应生成难溶的氟化钙。但是现有研究表明：氟化钙在煤粉炉高温1200～1400℃容易分解，导致石灰石、石灰等高温固氟率很低，因而氟元素以灰渣固相转化较低，而且分解后的大量氟元素以气相物质随烟气进入湿法脱硫系统，带来不可预计的影响，如过量的氟化钙引起脱硫系统局部结垢，废水中氟离子处理困难等。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法。本发明的方法不仅固氟效率高，而且将氟转化为稳定的CaF₂、氟铝酸钙等并进入飞灰和底灰，减少了HF进入烟气及影响锅炉系统的脱硝、脱硫、废水处理系统，而且最终排放到大气中的氟含量远小于国家排放标准。

本发明的第一目的：提供一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法。

本发明的第二目的：提供所述电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术手段为：

首先，本发明公开一种电解铝废旧阴极炭块燃烧固氟方法，包括如下步骤：

(1)将电解铝废旧阴极炭块破碎后磨成粉料，备用；

(2)将水溶性钙盐溶液喷洒至步骤(1)的粉料中进行搅拌的同时施加超声波；