[发明专利]一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统

说明书

本发明公开了一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统，属于电解铝废弃物处理技术领域。本发明铝电解槽废耐火材料处理的方法包括：将废耐火材料粉料与水混合浸出氰化物和易溶氟化物，固液分离得到水浸渣和水浸液；水浸液氧化破氰得到破氰液；破氰液一级沉氟，得氟化钙固体和一级沉氟液；一级沉氟液中二级沉氟，得到二级沉氟液和粗氟化钙；水浸渣碱浸解毒，得到解毒渣和碱浸液；解毒渣中和，得到无害化渣；碱浸液石灰再生后回用于碱浸解毒；环境集烟及烟气处理。本发明实现了铝电解槽废耐火材料无害化处理，氟和钠碱资源得到了回收，既避免了铝电解槽废耐火材料处理对环境的危害，还在一定程度上实现了大修渣的资源化。

技术领域

本发明涉及铝电解大修渣处理技术领域，尤其涉及一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统。

背景技术

铝电解槽是金属铝冶炼的主要设备，每5～8年需要大修拆除内衬，产出大修渣，每吨电解铝原铝约排放15～20kg大修渣。铝电解大修渣主要分为废阴极炭块和废耐火材料两大类，主要的有毒有害成分为氰化物和可溶性氟化物，2016年，铝电解大修渣被列入《国家危险废物名录》。

铝电解大修渣的处理工艺有固化稳定化填埋、湿法解毒、传统火法、浮选、火法挥发等工艺。最常见的湿法解毒工艺又分为酸分解、碱分解、水浸等工艺。固化稳定化填埋不但资源未得到充分利用，也占用了宝贵的危废填埋场资源；传统火法工艺解毒不彻底，不能充分回收资源；目前的湿法工艺解毒产物难利用、资源难回收利用、废水含盐高；火法挥发投资大、处理成本高、技术不成熟。目前的技术很难满足资源回收和日趋严格的环保要求。

铝电解大修渣中，废阴极炭块约占55％，废耐火材料约比45％，由于两者成分不同，铝电解大修渣处理的研究方向是分类处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统。根据本发明的铝电解槽废耐火材料处理工艺及其系统，实现了铝电解槽废耐火材料无害化处理，氟和钠碱资源得到了回收，既避免了铝电解槽废耐火材料处理对环境的危害，还在一定程度上实现了大修渣的资源化，本发明采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供了一种铝电解槽废耐火材料处理工艺，所述铝电解槽废耐火材料处理工艺包括以下步骤：

A、破碎、球磨、筛分：将废耐火材料破碎、磨粉、筛分，得到18～200目的粉料；

B、水浸后过滤：对步骤A的废耐火材料粉料进行水浸，在常温下搅拌，间歇操作，水和粉料的液固比为3～10:1，水浸浸出的时间为0.5～10小时，浸出完成后，采用水浸压滤机对水浸浆液进行固液分离，将水浸浆液固液分离得到水浸渣和水浸液；

C、碱浸后过滤：在步骤B中的水浸渣中投加碱性钙基复合固氟剂对水浸渣中的氟化物进行浸出，并转化为碱浸浆液，控制温度小于100℃搅拌反应，间歇操作，碱浸液与水浸渣的液固比为3～10:1，反应时间为0.5～10小时，抽样检测反应液氟离子浓度﹤100mg/L后，采用碱浸压滤机对反应完成的浆液进行固液分离，得到碱浸液及碱浸渣；

D、碱浸渣中和后过滤：使用无机酸对步骤C中的碱浸渣进行中和，常温下搅拌，间歇操作，待浆液pH值稳定在7～9之后，中和完成，采用压滤机对中和浆液进行固液分离，得到中和渣和中和液；

E、水浸液破氰：将步骤B中的水浸液加热至30～100℃，搅拌条件下，投加氧化剂，对水浸液破氰，直到水浸液中的CN^-浓度小于1.0mg/L，破氰后的水浸液回收，用于水浸或碱浸；