电解铝大修废渣的处理方法与流程

867 编辑：中冶有色技术网来源：国家电投集团宁夏能源铝业科技工程有限公司

2023-09-14 16:58:15

本发明属于化学工程技术领域，涉及一种电解铝大修废渣的处理方法。

背景技术：

铝电解生产采用熔盐电解法，具体为，以氧化铝为原料，以氟化盐(冰晶石、氟化铝)为熔剂进行电解；而在电解生产过程中，一部分含氟电解质会被炭质槽内衬吸收，再扩散到其它筑炉材料中。在电解槽大修时，清除出来的废内衬，即为电解槽大修渣，该大修渣主要包括异形侧块、角部炭块、炭素围块等，而该废渣中的有害成分主要是氟化钠和氟化钾，以及少量的氰化钠。因此，大修电解槽排出的废渣，以及电解铝生产时产生的阳极炭渣均属危险废物，是造成环境污染的主要因素之一，具有极大的危害性，同时，危废堆存还会占用大量土地、影响周边环境；对此，国家危废管理及处置标准规定，必须建立系统规范的危险废物收运处理系统，将危废进行无害化处理后再安全填埋的方式，消纳工业生产中产生的危险废弃物。

国内对废槽衬的研究起步较晚，基本都处于实验阶段；目前，国内各电解铝厂对铝电解废阴极内衬的处理措施基本一致，具体为，将铝电解废炉衬进行分拣，将获得的阴极钢棒、夹杂铝等回收再利用，获得的废阴极炭块再次进行挑拣，将能做燃料或电极使用的进行出售，获得的碳氮化硅耐火砖、粘土耐火砖回收再利用，剩余的则进行填埋处理。这种处理方式十分简单、且并没有进行相应的无害化处理，回收的物资也只是以废品进行销售，没有任何附加值。除此之外，针对铝电解废内衬的处理方法还包括火法处理技术和湿法处理技术；其中，火法处理技术无害化处理效果好、处理量大，但仍存在能耗高、尾气处理不当、容易造成二次污染等缺陷；而湿法处理技术，虽然工艺流程简单、操作性强、运行成本低，但也存在设备费用较高、无害化处理效果不彻底等缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电解铝大修废渣的处理方法，采用湿法预处理与危废填埋相结合的处理技术，对电解铝废渣进行无害化、系统化处理，节约生产场地、节约处理成本，且无三废排放。

本发明解决上述技术问题的技术方案为：

一种电解铝大修废渣的处理方法，包括如下工艺步骤：

(1)对电解铝废渣进行分拣，将废炭块、耐火砖、铝渣块、铁块及其它可用物拣出作为原料，并将剩余符合危废填埋标准的废渣进行填埋。

(2)将原料分批次进行废渣浸出实验，对不符合危废填埋标准的物料作为待处理废渣进行预处理，对符合危废填埋标准的物料进行填埋。

(3)预处理过程为，将待处理废渣先后经过两组颚式破碎机的二级破碎处理后，使废渣的粒径小于10mm；再送入球磨机内进行细磨，使废渣的粒径小于0.6mm；再向球磨机中加入水和除氰剂，直至氰化物的浓度不大于5mg/l；其中，水按照液固比为1:(300～400)的用量加入，除氰剂为次氯酸钙；再向球磨机中加入除氟剂，直至氟化物的浓度不大于100mg/l；其中，除氟剂为氯化钙。

(4)将经过球磨机处理后获得的废渣进行沉淀脱水，获得上清液和固态废渣；将上清液回用于球磨机的细磨过程中；对含水率小于85％的固态废渣进行废渣浸出实验，并将符合危废填埋标准的物料进行填埋，不符合危废填埋标准的固态废渣作为待处理废渣再继续进行步骤(3)的相关处理。

(5)对填埋过程中产生的渗滤液依次进行酸碱度调节、沉淀和分离处理，获得上清水和含水废渣；将上清水中符合生产用水标准的水，回用于步骤(4)的球磨机细磨过程中；将含水率小于50％的含水废渣进行填埋。

利用本发明电解铝大修废渣的处理方法的有益效果为，采用湿法预处理与危废填埋相结合的处理技术，有效解决电解铝产生的危险废渣的安全处置问题，使其符合环保要求，进而实现对电解铝大修废渣综合化、无害化处理的目的；通过系统化、完整化以及可循环的处理方式，将电解铝产生的危废进行集中处置，有效降低企业危废的处理处置成本，并减少危废储存的占地空间，为企业带来良好的经济效益；在本系统的运转过程中，产生的废水可回收后循环利用，固废物送至填埋场填埋处理，微量的有害气体通过酸雾吸收塔处理后排放，使得这个处理过程无生产废水排放、无固废排放、无有害气体排放，减少生态环境污染，绿色环保。

附图说明

图1为本发明电解铝大修废渣处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

一种电解铝大修废渣的处理方法，具体操作过程为：

(1)电解铝废渣经过分拣库房的人工分拣及机械分拣，将废炭块、耐火砖、铝渣块、铁块及其它可用物拣出，并称重后送入废渣库房作为原料进行堆存；剩余符合危废填埋标准的废渣经汽车运输至电解铝危废的填埋场进行填埋。

(2)化验中心对进入废渣库房的原料分批次取样并进行废渣浸出实验；通过实验结果判定，若符合危废填埋标准，则由危废运输车辆运输至填埋场进行填埋，若不符合危废填埋标准，则送入预处理厂房进行预处理，其中，预处理厂房包括原料料仓、皮带输送机、上料机、螺旋给料机、颚式破碎机以及球磨机等机械设备。

(3)预处理过程为，将待处理废渣先后经过两组颚式破碎机的二级破碎处理后，使废渣的粒径小于10mm；再送入球磨机内进行细磨，使废渣的粒径小于0.6mm；再向球磨机中加入水和除氰剂，直至氰化物的浓度不大于5mg/l；其中，除氰剂为次氯酸钙，通过添加除氰剂，使球磨机内浆料中的氰离子和次氯酸钙进行化学反应，进而把氰离子氧化成无毒无害的氮气和二氧化碳排出，并生成氯化钙，从而去除氰根离子；

具体的除氰原理为：

4nacn+5ca(clo)2+2h2o＝4co2↑+2n2↑+4nacl+3cacl2+2ca(oh)2；

其反应过程为：

nacn+h2o＝hcn+naoh；

2naoh+ca(clo)2＝ca(oh)2+2naclo；

naclo+hcn＝cncl(氯氰酸)+naoh；

cncl+naoh＝nacl+hocn(正氰酸)；

hocn无毒，并可在次氯酸钙的作用下分解，生成二氧化碳和氮气；

2hocn+3ca(clo)2＝2co2↑+n2↑+3cacl2+h2o；

再向球磨机中加入除氟剂，直至氟化物的浓度不大于100mg/l；其中，除氟剂为氯化钙，通过加入除氟剂，使除氰后溶液中的氟离子与加入的氯化钙溶液中的钙离子生成不溶于水的氟化钙和氯化钠：

具体的除氟原理为：

cacl2+2naf＝caf2↓+2nacl。

(4)将经过球磨机处理后获得的废渣在浸泡沉淀池内进行沉淀脱水，获得上清液和固态废渣；其中，上清液回用于球磨机的细磨过程中，含水率小于85％的固态废渣进行废渣浸出实验；通过实验结果判定，若无机氟化物的含量低于100mg/l、氰化物的含量低于5mg/l，则符合危废填埋标准并送入填埋场进行填埋处理；若不符合上述标准，则将固态废渣送入预处理厂房的原料料仓继续进行处理；同时，根据实验结果，调整水、除氰剂和除氟剂的加入量，并通过取样检测的方式不断监测固态废渣中的危险化合物含量。

(5)将填埋场内产生的渗滤液收集至渗滤液收集池，并经过酸碱度调节、沉淀、分离等方式对渗滤液进行处理，获得上清水和含水废渣；将上清水中，符合生产用水标准的水，直接回用于步骤(4)球磨机的细磨过程中，将含水率小于50％的含水废渣进入填埋场进行填埋处理。

(6)在填埋场内，对废渣的填埋采用分层摊铺、分层碾压、分单元逐日覆土的填埋方式，将废渣倾倒后、再由推土机推平；同时，每填埋1米，需使用振动压实机进行压实作业，使压实系数达到90％。另外，每日填埋作业完成后，需对填埋场进行当日覆盖，覆盖层选择hdpe膜，并取土方压边。

(7)当填埋场填埋至最终设计高度时，需要对其进行终场覆盖，即，填埋场封场。封场的主要作用是，减少填埋场渗滤液的产生量，避免外部雨水冲刷，同时，通过设置导气层，及时排出可燃气体及有害气体，使填埋场安全运营，也方便尽快进行生态绿化。另外，通过建设分布式光伏发电系统，将发电用于填埋场及厂区生产用电，充分利用土地资源，降低企业生产成本。

(8)在生产过程中，将预处理厂房中的原料料仓、颚式破碎机与布袋除尘器连接，用于去除含尘烟气；将球磨机与酸雾吸收塔连接，用于吸收含尘空气以及废渣遇水后产生的有害气体，并经过处理后排放至大气中，实现除尘、除有害气体，以及无废气排放的目的。

本处理方法，生产过程中产生的废水可循环回收利用，无废水外排；产生的废气主要为含尘空气及废渣在球磨机内遇水后生成的有害气体，在经过酸雾吸收塔除尘、除有害气体后排放至大气，无废气外排；产生的固体废弃物均送入填埋场进行填埋处理，无固废排放。另外，生产设施及辅助生产设施产生的噪声及振动，采用低噪声设施或根据具体振动设备采取减振、隔音措施，降低噪音污染。

本处理方法，采用湿法预处理与危废填埋相结合的处理技术，对电解铝槽检修过程中所产生的废渣进行无害化处理和填埋，处理方式系统化、完整化、可循环、且无三废排放，有效减轻生态环境污染，并为企业带来良好的经济效益。

技术特征：

1.一种电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：

(1)对电解铝废渣进行分拣，将废炭块、耐火砖、铝渣块、铁块及其它可用物拣出作为原料；

(2)将原料分批次进行废渣浸出实验，对不符合危废填埋标准的物料作为待处理废渣进行预处理；

(3)将待处理废渣先后经过两组颚式破碎机的二级破碎处理后，再送入球磨机内进行细磨，同时，向球磨机中加入水和除氰剂，直至氰化物的浓度不大于5mg/l，再向球磨机中加入除氟剂，直至氟化物的浓度不大于100mg/l；

(4)将经过球磨机处理后获得的废渣进行沉淀脱水，获得上清液和固态废渣；对含水率小于85％的固态废渣进行废渣浸出实验，对符合危废填埋标准的物料进行填埋；

(5)对填埋时产生的渗滤液依次进行酸碱度调节、沉淀和分离处理，获得上清水和含水废渣，并对含水率小于50％的含水废渣进行填埋。

2.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，水按照液固比为1:(300～400)的用量加入。

3.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，除氰剂为次氯酸钙。

4.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，除氟剂为氯化钙。

5.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，经过两级破碎后，废渣的粒径小于10mm。

6.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中，经过球磨机细磨后，废渣的粒径小于0.6mm。

7.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)的分拣过程中，将剩余符合危废填埋标准的废渣进行填埋；所述步骤(2)中，经过废渣浸出实验后，对符合危废填埋标准的物料进行填埋。

8.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，上清液回用于球磨机细磨过程中；所述步骤(5)中，将上清水中符合生产用水标准的水，回用于步骤(4)的球磨机细磨过程中。

9.如权利要求1所述的电解铝大修废渣的处理方法，其特征在于，所述步骤(4)中，经过废渣浸出实验后，对不符合危废填埋标准的固态废渣作为待处理废渣再继续进行步骤(3)的处理。

技术总结

本发明属于化学工程技术领域，涉及一种电解铝大修废渣的处理方法。该处理方法，包括：1.对电解铝废渣进行分拣；2.将原料进行浸出实验，对不符合填埋标准的物料进行预处理；3.将待处理废渣经过二级破碎后，再进行细磨，并依次加入水、除氰剂和除氟剂；4.将废渣进行沉淀脱水，并对固态废渣进行浸出实验，将符合填埋标准的物料进行填埋；5.对填埋时产生的渗滤液进行处理，并对含水废渣进行填埋。本处理方法，采用湿法预处理与危废填埋相结合的处理技术，有效解决电解铝产生的危险废渣的安全处置问题，且处理过程系统化、完整化、可循环，无三废排放，为企业带来良好的经济效益。

技术研发人员：姚文林;虎兴茂;马青山;赵继红;魏军

受保护的技术使用者：国家电投集团宁夏能源铝业科技工程有限公司

技术研发日：2020.03.17

技术公布日：2020.08.07

声明：

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