一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法技术

本发明专利技术涉及固体废物处理技术领域，尤其涉及一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法。本发明专利技术提供了一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，包括：S1、将电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、将电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料混合，得到混合料；S3、将混合料进行高温煅烧，得到高温烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、将高温烟气依次通过复燃室、冷却室及烟气捕收装置处理后获取氟化盐；S5、将电解铝废阴极碳粒冷却，得到碳素制品。该处理方法操作方便，能耗小、成本低、无害化处理，有效提高了处理效率和资源化利用效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体废物处理
，尤其涉及一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，具体涉及一种能耗小、成本低、无害化处理彻底且能有效提高电解铝废阴极炭块的处理效率和资源化利用效率的用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法。
技术介绍
电解铝阴极以煅烧无烟煤、冶金焦、石墨等为骨料，煤沥青等黏结剂制成的，主要用于制作铝电解槽炭质内衬的块类或糊类碳素制品。铝电解过程中，阴极上发生的主要反应是熔于冰晶石(Na2AIFeNa2AIF6)中的AI3+被还原成液态金属铝，汇积于炭质槽底表面，铝液和炭质槽底均为电解槽的导电阴极。由于电解质熔体中有各种氟化物、杂质，在电场的作用下电解产生的熔盐对阴极炭块发生侵蚀和冲刷等作用，加上热应力的作用，使阴极材料发生变形、隆起、断裂，甚而破损为废阴极。电解铝废阴极是含有20-40％左右氟化物，微量氰化物的危险废物，由于其氟化物及氰化物容易水解，因此如不进行有效处置，遇到雨淋、水浸容易造成严重的环境污染。2014年我国电解铝产量达到了2200多万吨，世界电解铝产量达到了5000多万吨。随着电解铝产量的增加，电解铝产生的废阴极日益增加。目前，我国电解铝行业每年产生的废阴极达到了20万吨，有400多万吨的累积堆存。由于目前国内外缺乏先进的电解铝废阴极无害化处置及资源化利用技术，电解铝企业普遍采用的掩埋处理方法造成了环境极大污染和资源极大浪费。目前，现有的处置电解铝废阴极主要采用湿法和燃烧法、填埋法，其中湿法得到的碳粉价值不高，资源化利用效率低；燃烧法存在分离方法繁琐、加热时间长、能耗大且不能有效回收其中的氟化物；因此主要采用高成本的填埋法，但是由于大部分企业不能按照危险废物的处置方式进行无害化填埋，因此电解铝废阴极的环境污染问题一直没有得到有效解决。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是：提供一种能耗小、成本低、无害化处理彻底且能有效提高电解铝废阴极炭块的处理效率和资源化利用效率的用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，以解决现有的电解铝废阴极炭块处理方法存在成本高、能耗大、且不能达到无害化彻底处理效果的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，用于对电解铝废阴极碳块进行处理并同步获得碳素制品及氟化盐，具体包括如下操作步骤：S1、破碎：将所述电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、混合或捏合：将步骤S1中的所述电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合，得到混合料；S3、煅烧：将步骤S2中的所述混合料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、烟气捕收：将步骤S3中的所述高温电锻烟气依次通过复燃室、冷却室处理后，通过烟气捕收装置获取所述氟化盐；S5、碳粒收集：将步骤S3中的所述电解铝废阴极碳粒冷却，得到所述碳素制品。其中，在步骤S2中，所述与沥青按一定的比例混合的电解铝废阴极颗粒料的粒径不大于3mm，且通过与所述沥青捏合成粒径范围为3-50mm的混合料。其中，在步骤S2中，所述与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合的电解铝废阴极颗粒料的粒径范围为3-100mm；所述电解铝废阳极颗粒料的粒径范围为3-100mm。其中，在步骤S3中，还包括将步骤S1中的所述电解铝废阴极颗粒料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒。其中，在步骤S3中，所述高温煅烧的温度不低于2000°。其中，在步骤S4中，所述高温电锻烟气通过复燃室进行二次燃烧，使得碳粉、碳末及冰晶石完全燃烧，挥发出其中的氟化物并分解其中的氰化物为氮化物。其中，所述复燃室的出口处还设有烟气冷却室及捕收装置，所述烟气冷却室的温度可调节且与所述捕收装置相配合，以实现对所述高温电锻烟气中的氟化物及氮化物进行梯度回收。其中，所述烟气冷却室的出口处还设有收尘装置，经所述烟气冷却室处理后的剩余气体进入收尘装置进行处理，得到洁净空气，并通过管路直接排入大气。其中，在步骤S5中，所述电解铝废阴极碳粒先经过缓冷室冷却后，再进入冷却室冷却，且所述冷却室的出口处依次连接有出料装置及碳素制品回收装置。其中，在进行步骤S4的同时进行步骤S5。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术提供了一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，用于对电解铝废阴极碳块进行处理并同步获得碳素制品及氟化盐，具体包括：S1、破碎：将电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、混合或捏合：将步骤S1中的电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合，得到混合料；S3、煅烧：将步骤S2中的混合料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、烟气捕收：将步骤S3中的高温电锻烟气依次通过复燃室、冷却室处理后，通过烟气捕收装置获取氟化盐；S5、碳粒收集：将步骤S3中的电解铝废阴极碳粒冷却，得到碳素制品。本申请对电解铝废阴极炭块进行高温煅烧得到的高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒分别进行处理，进而得到高品质的氟化盐及碳素制品，该处理方法操作方便，且具有能耗小、成本低、无害化处理彻底的特点，同时也能有效提高电解铝废阴极炭块的处理效率和资源化利用效率，实用性强，利于进行标准化生产及推广。附图说明图1是本专利技术实施例的高温连续式处理方法的具体操作步骤流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，用于对电解铝废阴极碳块进行处理并同步获得碳素制品及氟化盐，具体包括如下操作步骤：S1、破碎：将电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、混合或捏合：将步骤S1中的电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合，得到混合料；在本实施例中，还设有包括提升机的上料装置，上料装置用于将混合料输送至煅烧系统内进行高温煅烧；S3、煅烧：将步骤S2中的混合料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；其中，本实施例中的高温煅烧设备为封闭的电煅炉，电煅炉的顶部设有进料装置，步骤S2中的混合料通过提升机将混合料输送至进料装置中，并通过进料管路进入电煅炉的炉体内进行高温煅烧工序，进而得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、烟气捕收：将步骤S3中的高温电锻烟气依次通过复燃室、冷却室处理后，通过烟气捕收装置获取氟化盐；经过电煅炉高温煅烧后，得到的高温电锻烟气中带有碳粉、碳末及冰晶石等未完全燃烧的物质，由此会产生下述问题：其一，极易堵塞管路，不利于维护整个生产流程的正常作业；其二，会影响后续电解质回收的品质。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，其特征在于，用于对电解铝废阴极碳块进行处理并同步获得碳素制品及氟化盐，具体包括如下操作步骤：S1、破碎：将所述电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、混合或捏合：将步骤S1中的所述电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合，得到混合料；S3、煅烧：将步骤S2中的所述混合料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、烟气捕收：将步骤S3中的所述高温电锻烟气依次通过复燃室、烟气冷却室处理后，通过捕收装置获取所述氟化盐；S5、碳粒收集：将步骤S3中的所述电解铝废阴极碳粒冷却，得到所述碳素制品。

【技术特征摘要】
1.一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，其特征在于，用于对电解铝废阴极碳块进行处理并同步获得碳素制品及氟化盐，具体包括如下操作步骤：S1、破碎：将所述电解铝废阴极碳块破碎，得到电解铝废阴极颗粒料；S2、混合或捏合：将步骤S1中的所述电解铝废阴极颗粒料与沥青捏合或与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合，得到混合料；S3、煅烧：将步骤S2中的所述混合料进行高温煅烧，分别得到高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒；S4、烟气捕收：将步骤S3中的所述高温电锻烟气依次通过复燃室、烟气冷却室处理后，通过捕收装置获取所述氟化盐；S5、碳粒收集：将步骤S3中的所述电解铝废阴极碳粒冷却，得到所述碳素制品。2.根据权利要求1所述的用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，其特征在于：在步骤S2中，所述与沥青按一定的比例混合的电解铝废阴极颗粒料的粒径不大于3mm，且通过与所述沥青捏合成粒径范围为3-50mm的混合料。3.根据权利要求1所述的用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，其特征在于：在步骤S2中，所述与电解铝废阳极颗粒料或与煅后石油焦颗粒料或与电解铝废阳极颗粒料及煅后石油焦颗粒料分别按一定的比例混合的电解铝废阴极颗粒料的粒径范围为3-100mm；所述电解铝废阳极颗粒料的粒径范围为3-100mm。4.根据权利要求3所述的用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆有发，申士富，刘海营，杨航，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院，
类型：发明
国别省市：北京;11