[发明专利]铝电解槽废槽衬的处理方法

说明书

本发明提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法。该处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。利用本申请铝电解槽废槽衬的处理方法不仅可以将冶金废渣与废电解槽阴极渣一起协同造渣，后续还可通过将冶炼渣再次造渣并形成可用于建材的玻璃体，从而提高固体废物的整体处理效率，因此该方法有效的去除了有毒的氰化物和氟化物，实现了铝电解槽废槽衬的彻底无害化处理。本申请的侧吹熔炼热效率达到80％以上，且上述方法具有流程简单、投资少、有害物处理彻底、经济环保的优点。

技术领域

本发明涉及废电解槽处理方法技术领域，具体而言，涉及一种铝电解槽废槽衬的处理方法。

背景技术

我国是世界电解铝生产大国，据统计2019年全年电解铝总产量约3500万吨。按一吨电解铝产生50kg废旧电解槽内衬计算，那么我国每年电解铝行业将产生175万吨废旧电解槽内衬。目前绝大多数废旧电解槽内衬材料定点堆积在铝厂或是填埋。铝电解槽一般生产运行5～7年后进行更换，拆除下来的废电解槽内衬主要由废碳块、耐火材料、沉积物等。内衬在长期的高温作用下，与电解槽中的电解质发生化学和物理渗透反应，吸附了大量有害物质，特别是氟化物、氰化物等，属于固体危险废弃物。废电解槽内衬主要危害是氟污染，如果管理不善，会导致环境污染。

目前关于铝电解槽废槽衬的无害化处理，以往研究较多的是湿法技术。采用湿法技术处理废槽衬的，可回收部分碳粉和氟化盐，但湿法技术往往存在其无法克服的技术难题：(1)相当一部分污染物从固体废物转移到废水，处理后废水含氟浓度高，无法达标排放，造成二次污染；(2)设备腐蚀严重，析出的HF、HCN气体对操作人员危害极大；(3)只能用于处理废阴极炭，无法处理全部废槽衬。因此，湿法处理技术解决不了废槽衬的污染问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铝电解槽废槽衬的处理方法，以解决现有技术中湿法处理技术无法解决废槽衬的污染的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种铝电解槽废槽衬的处理方法，该处理方法包括：步骤S1，将铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣、熔剂进行混合，得混合物；步骤S2，采用侧吹炉对混合物进行侧吹熔炼，得冶炼烟气和冶炼渣；以及步骤S3，对冶炼烟气进行除氟处理，得除氟烟气和含氟石膏。

进一步地，上述侧吹炉为侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉，优选侧吹熔炼的燃料为天然气和富氧空气，其中，优选天然气和铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:3～1:6，优选富氧空气和铝电解槽废槽衬颗粒中的炭块的质量比为1:1～1:1.5，优选富氧空气中的氧气质量浓度为30～90％，优选燃料的流速为120～300m/s，优选燃料喷出的压强为0.1～1.0Mpa。

进一步地，上述铝电解槽废槽衬颗粒、冶金废渣与熔剂的质量比为1:0.1～1.5:0.1～0.8，优选冶金废渣为有色金属渣，优选上述有色金属渣选自铜渣、铅渣、锌渣、镍渣中的任意一种或多种，优选冶金废渣的粒径小于5cm。

进一步地，上述侧吹炉的喷枪距离侧吹浸没燃烧熔池熔炼炉的炉底0.4～1.2m，优选将侧吹炉的熔池高度控制在1.2～2m，优选侧吹炉的高度为5～7m。

进一步地，在上述步骤S2中，侧吹熔炼的温度为1200～1500℃。

进一步地，以质量百分比计，上述铝电解槽废槽衬颗粒中的C为20～40％，Al₂O₃为5～30％，Na₃AlF₆为5～15％，NaF 5～10％，CaF₂为1～5％，SiO₂为1～10％，Na₂CO₃为2～6％，余量为别的杂质，优选铝电解槽废槽衬颗粒的粒径小于5cm。

进一步地，上述熔剂选自石英石、石灰石、铁矿石中的任意一种或多种。