[发明专利]一种铝电解槽碳质危废无害化处理方法

说明书

一种铝电解槽碳质危废无害化处理的方法，主要应用于铝电解槽生产，以及含氟危废大修渣的处理工艺。其特征是：将含有氟化物的碳质大修渣，可经过筛选，破碎造粒，添加到排气烟道与铝电解槽生产系统烟气净化装置管道相连的大修渣热处理炉窑系统装置中去，通过高温煅烧的方式，将碳质材料大修渣中的氟化物分解离析出来，生产氟化氢气体，并通过铝电解槽排烟除尘管道，输送到铝电解槽生产系统的烟气净化装置中去，使其与电解铝的生产原料氧化铝发生反应，生成载氟氧化铝，使得有毒的氟化物能够作为电解铝的生产原料，直接参与电解铝生产，进行资源化利用。

技术领域：一种铝电解槽碳质危废无害化处理的方法，主要应用于铝电解槽生产，以及含氟危废大修渣的处理工艺。

背景技术：现有通用的铝电解槽阴极炉膛熔池结构，主要由侧部炉墙砌筑块，阴极炭块钢棒组(2)、干式防渗漏料，以及保温隔热砌筑材料，在铝电解槽钢壳体内部砌筑构造而成.上述构造铝电解槽熔池结构的材料，从材质上讲可分为三大类：一类是碳素材料，包括阴极炭块和侧部炭块和碳素捣固糊料；一类是金属材料，如阴极钢棒。一类是无机非金属矿物质保温耐火材料，如氧化铝、氧化硅、硅酸钙等。

砌筑构造在铝电解槽槽壳体内的阴极炭钢棒组导电层，以及保温隔热层结构，在长期的生产运行过程中，由于受到热应力的冲击，和来自电解槽熔池内的氟化物，以及金属物质的气相和液相侵蚀，不仅会使得阴极导电层和保温隔热层的物理结构性能受到破坏，而且还会使其化学侵蚀受到污染，导致铝电解槽阴极炭块钢棒组(2)的导电性能、以及侧部炉墙和保温隔热层的保温性能逐步失效、而不能在满足电解铝生产工艺的需求。

因此，当铝电解槽使用到一定时间段后，就要对电解槽阴极炉膛进行整体的、进行破坏性拆除。而后再在铝电解槽槽壳体内进行整体的重新砌筑构造，以便形成新的、能够满足电解铝生产的阴极熔池导电和保温隔热层结构。

在铝电解槽槽大修过程中，从铝电解槽内破坏性拆除清理出来的、含有氟化铝、氟化钠、铁金属等杂质物料，又与构造铝电解槽的碳质材料，以及氧化硅、氧化铝、硅酸钙等无机非金属材料混合在一起，形成铝电解槽的大修固废渣。由于这些大修固废渣的材料的化学成分和物理结构性能十分复杂。且由于含有硅、铁、钙等污染电解质的物质，因此，不能直接像阳极上部的覆盖料一样，应用于电解铝生产，只能当做生产过程中的垃圾废料，在铝电解生产工艺体系外，进行处理。

由于铝电解槽阴极大修渣内是混合破碎物料，其中又含有大量有毒的氟化物，这些氟化物会对地表环境和空气环境产生严重的污染，因此，已被国家列为禁止直接排放的危险固废物，必须经过无害化处理才能进行填埋处理。

现有的铝电解槽危废大修渣处理工艺流程，有两个基本特正，

一是在电解铝生产工艺体系外进行无害化处理，其核心目的就是排毒，既将有毒的氟化物从这些电解槽大修渣混合物质中分离出来。进行无害化处理；

二是将无害化处理后的大修渣进行填埋处理的发生主要由两种，一个是将含有无机矿物质的耐火材料部分大修渣进行填埋处理，一个是将碳质的碳质材料大修渣当做燃料使用。

自从这些由槽大修所产生的保温耐火材料大修渣，被列为危废固料后，现在的电解铝生产企业，都需投入大量的资金和技术进行无害化处理。

目前，国内外的对铝电解槽大修渣危废无害化处理的方式，基本上有两种，一种是税法，既浮选浸法法，一种是火法。

其浮选浸法技术特征是：在铝电解槽生产工艺体系外，将铝电解槽危废大修渣，经过粉磨→浮选→酸浸→蒸发工序并加入石灰水，将氟化物生成氟化钙，经过滤蒸发最终变成没有害的钙渣，在进行填埋处理；而所产生的氟化氢气体进行回收利用。

其火法的技术特征是，在铝电解槽生产工艺体系外，用含氧化钙作为反应剂，用烟煤作为燃料，用二氧化硅当做添加剂，在煅烧炉内进行煅烧高温热处理。而后在用石灰水对其进行淋洗，将可溶性氟化物含量进行降低，以达到大修渣和烟气能满足排放标准的目的。

其现有的铝电解槽危废大修渣无害化处理工艺的主要缺陷：