一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统的制作方法

一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电解铝固废处理技术领域，具体涉及一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统。
【背景技术】
[0002]中国的电解铝生产起步于20世纪50年代，经过几十年的发展，电解铝技术得到了长足的进步，中国大型预焙阳极电解槽设计水平和电解铝生产技术管理水平达到了世界先进水平。目前，电解铝行业主要采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法，以熔融冰晶石作为溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950°C?970 V条件下，在电解槽内的两极上进行电化学反应得到纯铝。
[0003]电解槽是电解铝生产的关键设备，由于碳素阴极对电解质熔盐的湿润性较好，阴极内衬不可避免地受到电解质、铝液等的浸蚀，使电解槽的内衬遭到破坏，故铝电解槽的寿命一般只有2?5年，需要定期进行维修和更换材料，其替换下来的大修渣主要成分为一些废阴(阳)极炭块、耐火材料以及防渗透材料，其中包括大量冰晶石，冰晶石作为电解铝的助熔剂，具有重要的资源回收价值，而氟化物与氰化物均被国家环保监管部门列入危险固体废物名单。
[0004]目前，我国电解铝行业每年产生的铝电解槽大修渣约为25万吨，并有200多万吨的累积堆存，大部分铝厂对这些大修渣还没有进行有效地处理与回收利用，主要采用做过防渗处理的露天堆放或土壤填埋方式处理，这不仅要占用大量的土地，造成资源浪费，而且其扬尘也会严重污染大气环境。同时，大修渣中的氟化物和氰化物均为水溶性，如果将大修渣随意丢弃，将使其中的氟化物和氰化物随雨水流入江河，渗入土壤和地下水，对周围环境、土壤和地下水均造成严重污染。
[0005]现有技术中，不乏有对铝电解槽大修渣进行污染防治处理的研究，比如采用磁选法分离出铁，由于大修渣组分复杂，普通磁选机效果不佳，而梯度磁选或超导磁选的设备投入巨大，能耗和成本高；又如采用火法进行无害化处理，将大修渣置于流化床内，添加硫酸盐，通入氧气高温燃烧分解氰化物，该工艺涉及二次污染，且对设备材料和密封性要求较高，运行成本也较高，难以在工业上推广使用。
[0006]现有技术中，CN103239828B公开了一种程控、手控电解铝大修渣无害化生产工艺，包括:将大修渣粉料送到反应仓内；大修渣粉料进行预检，得出大修渣粉料中氰化物的含量、氟化物的含量及PH值；打开A试剂仓与反应仓连接的螺旋输送机，将除氰剂加入到反应仓内，混合反应，检测氰化物浓度小于0.5mg/L合格；根据检测得到的氟化物的含量计算需要添加B试剂仓内的除氟剂的量，同时启动输酸管道上的酸栗，从储酸罐中将酸液栗入调酸罐，将稀释的酸通过调酸罐下部的阀门导入反应仓中，搅拌反应，至氟化物浓度小于10mg/L，pH值在6-7时合格；将反应仓内的浆料打入缓冲池，将缓冲池中的浆料打入压滤机，压滤机分离出来的水导入过滤槽过滤后回流至蓄水池中再次使用，压滤机过滤出来的干泥料掉入压滤机下方运料车里运出。该工艺中的系统实现了向大修渣浆料中加入除氰剂和除氟剂，从而实现铝电解槽大修渣的无害化处理。但是，电解槽大修渣中含有大量的冰晶石，该系统在进行无害化时，大修渣所含的大量冰晶石被当作废物处理，造成了极大的浪费。

【发明内容】

[0007]本实用新型的目的是提供一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，在对铝电解槽大修渣进行除氰除氟无害化处理的基础上，提取出其中的冰晶石及铝离子进行回收利用，实现了资源化的目的。
[0008]为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0009]一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，包括第一反应仓、第二反应仓、第三反应仓、碱液仓、浮选装置和固液分离装置，所述第一反应仓的上部设有加料口，第一反应仓的气体出口经抽气栗与所述碱液仓的底部气体进口相连接，第一反应仓的浆料出口与所述浮选装置的进口相连接；所述浮选装置上设有表层泥浆出口和底层泥浆出口，浮选装置的底层泥浆出口、第二反应仓的浆料出口、第三反应仓的浆料出口分别与所述固液分离装置的进口相连接，所述固液分离装置的液体出口分别与所述第二反应仓的进料口、第三反应仓的进料口相连接，浮选装置的表层泥浆出口与第三反应仓的进料口相连接；所述第二反应仓上还设有除铝剂进口，第三反应仓上还设有除氟剂进口。
[0010]所述的铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，还包括除氰剂仓、除铝剂仓和除氟剂仓，所述碱液仓的上部气体出口经抽气栗与所述除氰剂仓的底部气体进口相连接；所述除铝剂仓的底部出口与第二反应仓的除铝剂进口相连接，所述除氟剂仓的底部出口与第三反应仓的除氟剂进口相连接。
[0011]所述浮选装置与固液分离装置之间还设有第一搅拌池，所述浮选装置的底层泥浆出口与所述第一搅拌池的进口相连接，第一搅拌池的出口与所述固液分离装置的进口相连接；所述浮选装置与第三反应仓之间还设有第二搅拌池，所述浮选装置的表层泥浆出口与第二搅拌池的进口相连接，第二搅拌池的出口与所述第三反应仓的进料口相连接。
[0012]所述固液分离装置为压滤装置，所述压滤装置包括第一压滤装置、第二压滤装置和第三压滤装置，所述浮选装置的底层泥浆出口与第一压滤装置的进口相连接，第一压滤装置的液体出口与第二反应仓的进料口相连接；所述第二反应仓的浆料出口与第二压滤装置的进口相连接，第二压滤装置的液体出口与第三反应仓的进料口相连接；所述第三反应仓的浆料出口与第三压滤装置的进口相连接。
[0013]所述的铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，还包括粉磨装置，所述粉磨装置包括原料仓、破碎机、第一粉料仓、球磨机和第二粉料仓，所述原料仓通过给料机与所述破碎机相连接，所述破碎机通过第一提升机与所述第一粉料仓相连接，所述第一粉料仓通过给料机与所述球磨机相连接，所述球磨机通过第二提升机与所述第二粉料仓连接，所述第二粉料仓的出口依次经螺旋输送机、第三提升机与所述第一反应仓的进料口相连接。粉磨装置的作用是将大修渣块料粉碎、球磨成需要的粉料。
[0014]所述粉磨装置中，破碎机与球磨机上均设置有防尘罩。原料仓上部、给料机与破碎机连接处均通过除尘管道与除尘器连接，除尘器的出口通过风机与烟囱连接。第一粉料仓与第二粉料仓的顶部均设有单机除尘器。原料仓、第一粉料仓、第二粉料仓的顶部均设有漫反射测距仪，用于控制仓中物料的高度。
[0015]所述的铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，还包括蓄水池和储酸罐，所述蓄水池分别与碱液仓、除氰剂仓、除铝剂仓、除氟剂仓相连通，用于向上述药剂仓中供水以配制相应的药剂溶液；所述蓄水池还与第一反应仓、第二反应仓、第三反应仓相连通，用于配制或调节反应仓内浆料的固液比；所述储酸罐与第一反应仓相连通，用于