一种防爆安全型大修渣处理装置及无害化处理工艺的制作方法

本发明涉及大修渣处理的技术领域，尤其是涉及一种防爆安全型大修渣处理装置及无害化处理工艺。

背景技术：

电解铝的电解槽一般在使用4-5年后需进行大修，维修时槽里清除的废内衬，即为电解槽大修渣。大修渣的危害性极大，主要包括阴极炭块、耐火砖、扎糊、保温砖、耐火粉、耐火灰浆及绝热板等。其中，炭质材料约占37%，氟化盐约占30%，其他物质主要是霞石、β-氧化铝，少量的碳化铝、氮化铝、铝铁合金和微量氰化物，其中氟化物具有强烈的腐蚀性，氰化物为剧毒物质。

目前，国内电解铝企业对电解槽大修渣除部分耐火材料回收利用外，其余排放途径均基本为填沟倾倒，或露天堆放，没有妥善的处置措施。这些大修废渣受雨水冲刷和浸泡，其中的可溶性氟浸出后进入水中，渗入地下，有可能污染土壤和地下水；另外废渣长期露天堆放，渣表面风化，形成粉尘，可产生二次扬尘，污染大气。因此，必须依靠科技进步开展电解槽大修渣的无害化转化处理或回收综合利用。

传统的处理方式中，填埋处理是应用较多的方式，但是这种方法对环境污染严重。为了避免环境污染，国内铝厂多采用修建无渗漏堆放场进行集中堆放，据了解，目前我国有超过200万吨的电解铝废弃物堆积，这些堆积物不仅造成由于修建和维护堆放场地的成本增加。目前对于大修渣的处理工艺中，也有利用大修渣中的氰化物和氟化物的化学反应来处理大修渣，但对于反应中产生的易燃易爆气体没有进行防爆处理，存在很大的安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种防爆安全型大修渣处理装置及无害化处理工艺，其在进行大修渣无害化处理时，起到防爆的作用，增加了安全性。

本发明公开了一种防爆安全型大修渣处理装置，包括受料斗、提升机、计量仓、循环泵、压滤机和蓄水池，还包括1#反应槽、2#反应槽、药物a配置装置、药物b配置装置、药物c配置装置、缓冲池、防爆型除尘器和吸收塔，所述受料斗、提升机、计量仓、1#反应槽、2#反应槽、缓冲池和板式压滤机依次连接，药物a配置装置、药物b配置装置和药物c配置装置均与2#反应槽连接，提升机、计量仓和1#反应槽均与防爆型除尘器通过管道连接，吸收塔有多个，1#反应槽、2#反应槽、药物a配置装置、药物b配置装置、药物c配置装置和缓冲池均连接有吸收塔，蓄水池可同时为1#反应槽、药物a配置装置和药物b配置装置供水，板式压滤机的滤液口与蓄水池管道连接。

优选地，与所述吸收塔连接的管道弯头处设置有除氢装置，除氢装置包括通气管、压杆、铰接座和盖板，通气管与管道弯头处相连通，铰接座固定在通气管的侧壁上，铰接座上设置有铰接轴，压杆的一端和盖板的一端均固定在铰接轴上，盖板的另一端盖设在通气管远离管道的一端开口处。

优选地，包括电控系统，所述电控系统包括主控mcu和人机交互界面，计量仓上设置有称重传感器，受料斗连接有振动给料机，受料斗通过振动给料机与提升仓连接，称重传感器、提升机、振动给料机和人机交互界面均与主控mcu信号连接。

优选地，所述1#反应槽和2#反应槽的顶部均设置有吸收罩，吸收罩为锥形结构，吸收罩与吸收塔通过管道连接。

优选地，所述缓冲池内设置有搅拌装置，搅拌装置有多个。

本发明还公开了一种防爆安全型大修渣无害化处理工艺，所述工艺基于如权利要求1-5所述的一种防爆安全型大修渣处理装置，所述工艺包括如下步骤：

s1：通过人机交互界面提前设置好需要的大修渣粉料重量，将大修渣粉料卸入受料斗，打开受料斗上的振动给料机，向提升机内给料，提升机将大修渣粉料送入计量仓内，当计量仓内的粉料重量达到设定值时，振动给料机和提升机均停止工作；

s2：将计量仓内的大修渣粉料加入1#反应槽，并通过循环泵向1#反应槽内加入适量的水；

s3：打开1#反应槽中的搅拌装置，将水和大修渣粉料充分搅拌成浆液，同时开启防爆型除尘器和与1#反应槽连接的吸收塔尾部的引风机；

s4：将1#反应槽内的浆液通过转运泵运送到2#反应槽内，并向2#反应槽内加入药物浆液进行无害化反应，同时开启与2#反应槽连接的吸收塔尾部的引风机；

s5：反应后，将2#反应槽内的浆液排入缓冲池内，缓冲池内的搅拌装置不停搅拌，同时开启与缓冲池连接的吸收塔尾部的引风机，一段时间后排入板式压滤机进行固液分离，滤饼转至待检区，检测合格即可转运其他工序，滤液经管道排入蓄水池循环利用。

优选地，所述步骤s1中大修渣粉料细度要求在100-200目。

优选地，所述步骤s2中1#反应槽内的水和大修渣粉料的重量比为10：1。

优选地，所述步骤s3内的搅拌装置的搅拌反应时间为30-240min。

优选地，所述步骤s4中的药物浆液包括药物a浆液、药物b浆液和药物c浆液，药物a，药物b，药物c均为易采购药物，药物a为次氯酸钙，药物a浆液的浓度为20%-30%，药物b为氢氧化钙，药物b浆液的浓度为20%-30%，药物c为30%的盐酸，药物c可以采用工业废酸，先加入药物a浆液进行除氰，检测氰含量合格后，再加入药物b浆液和药物c浆液进行除氟，检测氟含量及ph值合格后再排入缓冲池（53），大修渣粉料、药物a、药物b和药物c四者的重量比可以根据大修渣内有害物的含量来调整。

优选地，还包括如下步骤：当系统停止工作时，打开盖板，使氢气从管道中排出，防止氢气在管道内聚集产生爆炸。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

通过设置多个吸收塔和防爆型除尘器对氢气、氨气以及含粉尘的空气等易燃易爆气体进行吸收洗涤和置换，起到防止处理过程中发生爆炸的危险，同时在管道弯头处设置除氢装置，当系统工作时，盖板闭合，维持管道不漏风，停止工作时，打开盖板，氢气从管道中排除，防止氢气在管道内聚集产生爆炸。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是除氢装置的结构示意图；

图3是本发明的系统流程图。

图中，1、受料斗；11、收尘口；12、振动给料机；2、提升机；3、计量仓；31、称重传感器；32、阀门；33、螺旋送料机；4、1#反应槽；411、驱动电机；412、搅拌轴；42、吸收罩；5、防爆型除尘器；51、循环泵；52、蓄水池；53、缓冲池；54、板式压滤机；55、给料泵；6、吸收塔；61、引风机；62、除氢装置；621、通气管；622、压杆；623、铰接座；624、盖板；7、转运泵；8、2#反应槽；911、药物a配置槽；912、药物a泵；913、水泵；921、药物b配置槽；922、药物b泵；931、储酸罐；932、罐车；933、药物c泵；934、泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参考图1-图3，为本发明公开的一种防爆安全型大修渣处理装置，包括受料斗1、蓄水池52和电控系统，电控系统包括主控mcu和人机交互界面，人机交互界面与主控mcu信号连接。受料斗1的顶部设置有收尘口11，收尘口11为锥形结构。受料斗1的出口处连接有振动给料机12，振动给料机12的出口端设置有提升机2，振动给料机12的出口端与提升机2的进料斗相对应。提升机2的出料口安装有计量仓3，计量仓3上设置有称重传感器31，计量仓3用于计量储存用作本次反应的粉料重量。振动给料机12的电机、提升机2的电机和称重传感器31均与主控mcu信号连接。人机交互界面提前设置好需要的粉料重量，主控单元会控制振动给料机12的电机、提升机2的电机工作，将受料斗1内的粉料输送到计量仓3内，当计量仓3内的粉料重量达到指定值时，称重传感器31将信号反馈给主控mcu，主控mcu控制振动给料机12和提升机2停止工作。

计量仓3的下方连接有阀门32，阀门32连接有螺旋送料机33，螺旋送料机33的另一端连接有1#反应槽4，计量仓3内的粉料可通过螺旋送料机33送入1#反应槽4。1#反应槽4上设置有搅拌装置，搅拌装置包括驱动电机411和搅拌轴412，驱动电机411与搅拌轴412同轴固定连接，搅拌轴412伸入1#反应槽4内。1#反应槽4通过管道和循环泵51与蓄水池52连通，用于将蓄水池52内的水送入1#反应槽4，与1#反应槽4内的粉末搅拌混合进行制浆。提升机2、计量仓3和1#反应槽4通过管道连接有防爆型除尘器5，在粉料运输以及与水混合搅拌时会产生大量粉尘，含有粉尘的空气被防爆型除尘器5过滤，洁净的空气排到大气内。1#反应槽4的顶部设置有吸收罩42，吸收罩42为锥形结构，1#反应槽4还连接有吸收塔6，吸收罩42与吸收塔6通过管道连接，管道上靠近吸收塔6的位置设置有引风机61。1#反应槽4搅拌产生大量废气，废气在吸收罩42处聚集，随后被吸收塔6尾部的引风机61将废气吸进吸收塔6进行吸收、洗涤。

1#反应槽4连接有转运泵7，转运泵7的另一端连接有2#反应槽8，转运泵7用于将1#反应槽4内的浆液运送到2#反应槽8内。2#反应槽8上设置有搅拌装置4，搅拌装置4包括驱动电机411和搅拌轴412，驱动电机411与搅拌轴412同轴固定连接，搅拌轴412伸入2#反应槽8内。2#反应槽8还连接有药物a配置装置、药物b配置装置和药物c配置装置，通过药物a配置装置、药物b配置装置和药物c配置装置可以将药物a浆液、药物b浆液和药物c浆液依次加入2#反应槽8内进行无害化反应。2#反应槽8的顶部设置有吸收罩42，吸收罩42为锥形结构，2#反应槽8还连接有吸收塔6，吸收罩2与吸收塔6通过管道连接，管道上靠近吸收塔6的位置设置有引风机61。2#反应槽8反应产生大量废气，废气在吸收罩42处聚集，随后被吸收塔6尾部的引风机61将废气吸进吸收塔6进行吸收、洗涤。

药物a配置装置包括药物a配置槽911、搅拌装置4、药物a泵912和水泵913，搅拌装置4包括驱动电机411和搅拌轴412，驱动电机411与搅拌轴412同轴固定连接，搅拌轴412伸入药物a配置槽911内，驱动电机411固定在药物a配置槽911上。药物a泵912的进液口与药物a配置槽911连接，出液口与2#反应槽8连接。水泵913的进水端与蓄水池52连接，另一端与药物a配置槽911连接。药物a为易采购药物，药物a可以采用次氯酸钙，人工将药物a加入药物a配置槽911，并通过水泵913将水加入药物a配置槽911，启动驱动电机411进行混合搅拌，配置好的药物a浆液可通过药物a泵912送入2#反应槽8。同理，药物b配置装置包括药物b配置槽921、搅拌装置4、药物b泵922和水泵913，搅拌装置4包括驱动电机411和搅拌轴412，驱动电机411与搅拌轴412同轴固定连接，搅拌轴412伸入药物b配置槽921内，驱动电机411固定在药物b配置槽921上。药物b泵922的进液口与药物b配置槽921连接，出液口与2#反应槽8连接。水泵913的进水端与52连接，另一端与药物b配置槽921连接。药物b为易采购药物，药物b为氢氧化钙，人工将药物b加入药物b配置槽921，并通过水泵913将水加入药物b配置槽921，启动驱动电机411进行混合搅拌，配置好的药物b浆液可通过药物b泵922送入2#反应槽8。药物c配置装置包括储酸罐931、罐车932、药物c泵933和泵934，药物c也为易采购药物，药物c为浓盐酸，可以选用工业废酸。泵934将储酸罐931和罐车932连通，用于将罐车932内的药物c运输到储酸罐931内，药物c泵933一端与储酸罐931连通，另一端与2#反应槽8连通，可以通过药物c泵933将药物c运输到2#反应槽8内。储酸罐931还连接有吸收塔6，对挥发的药物c进行吸收、洗涤。

2#反应槽8连接有缓冲池53，缓冲池53上设置有两个搅拌装置4，搅拌装置4用于防止浆液沉淀。缓冲池53旁设置有板式压滤机54，缓冲池53和板式压滤机54之间设置有给料泵55，缓冲池53和板式压滤机54通过给料泵55连通，板式压滤机54还通过管道与蓄水池52连接。通过给料泵55将浆液送至板式压滤机54，浆液在此进行固液分离，滤饼送至待检区，检测合格即可转运其他工序，滤液经管道排入蓄水池52循环。缓冲池53的上端设置有吸收罩42，吸收罩42为锥形结构，缓冲池53还连接有吸收塔6，吸收罩42与吸收塔6通过管道连接，管道上靠近吸收塔6的位置设置有引风机61。缓冲池53搅拌产生大量废气，废气在吸收罩42处聚集，随后被吸收塔6尾部的引风机61将废气吸进吸收塔6进行吸收、洗涤。

与吸收塔6连接的管道弯头处设置有除氢装置62，除氢装置62包括通气管621、压杆622、铰接座623和盖板624，通气管621与管道弯头处相连通，铰接座623固定在通气管621的侧壁上，铰接座623上设置有铰接轴，压杆622的一端和盖板624的一端均固定在铰接轴上，盖板624的另一端盖设在通气管621远离管道的一端开口处。当整个系统正常工作时，盖板624闭合，维持管道不漏风，停止工作时，打开盖板624，氢气从管道内排出，可以防止氢气在管道内聚集产生爆炸。

本发明还公开了一种防爆安全型大修渣无害化处理工艺，包括如下步骤：

s1：通过人机交互界面提前设置好需要的大修渣粉料重量，将大修渣粉料卸入受料斗1，打开受料斗1上的振动给料机12，向提升机2内给料，提升机2将大修渣粉料送入计量仓3内，当计量仓3内的粉料重量达到设定值时，振动给料机12和提升机2均停止工作；

s2：将计量仓3内的大修渣粉料加入1#反应槽4，并通过循环泵51向1#反应槽4内加入适量的水，水和大修渣粉料的重量比为10：1；

s3：打开1#反应槽4中的搅拌装置，将水和大修渣粉料充分搅拌成浆液，搅拌装置的搅拌反应时间为30-240min，同时开启防爆型除尘器5和与1#反应槽4连接的吸收塔6尾部的引风机61；

s4：将1#反应槽4内的浆液通过转运泵7运送到2#反应槽8内，并向2#反应槽8内加入药物浆液进行无害化反应，药物浆液包括药物a浆液、药物b浆液和药物c浆液，药物a为次氯酸钙，药物a浆液的浓度为20%-30%，药物b为氢氧化钙，药物b浆液的浓度为20%-30%，药物c为20-30%的盐酸，先加入药物a浆液进行除氰，检测氰含量合格后，再加入药物b浆液和药物c浆液进行除氟，检测氟含量及ph值合格后再排入缓冲池53，大修渣粉料、药物a、药物b和药物c四者的重量比可以根据大修渣内有害物的含量来调整，这里以20：12：6：9为例，同时开启与2#反应槽8连接的吸收塔6尾部的引风机61；

s5：反应后，将2#反应槽8内的浆液排入缓冲池53内，缓冲池53内的搅拌装置不停搅拌，同时开启与缓冲池53连接的吸收塔6尾部的引风机61，一段时间后排入板式压滤机54进行固液分离，滤饼转至待检区，检测合格即可转运其他工序，滤液经管道排入蓄水池52循环利用；

s6：当系统停止工作时，打开盖板624，使氢气从管道中排出。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。