本发明属于冶金领域，涉及一种处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法。
背景技术
在电解铝的预焙阳极成型及焙烧工序，生产过程中产生大量的沥青焦油、残渣，其主要成分含大量的苯、甲苯、二甲苯等有毒物质，由于沥青焦油中含有水分及较多沥青残渣、炭粉等杂质，无法直返回流程进行回收使用。随着国家环保政策趋严，电解铝的预焙阳极成型及焙烧工序产生的沥青焦油需进行无害化处理，需交由具有相应处理资质的厂家，进行回收，进行资源化利用，企业需承担较高的处理费用，增加了企业的生产成本，在环保管理日趋严格、规范的状况下，有处理资质的厂家收购积极性不高，沥青焦油及残渣处置比较困难。
目前国内处理预焙阳极成型及焙烧工序产生的沥青焦油主要有两种，一种为交由有相应处理资质的厂家进行处理，此种方式企业需要承担较高的处理费用，增加了企业的生产成本；另一种为对沥青焦油进行燃烧处理，此种方式需要购置专门的沥青焦油燃烧设备，设备造价较高，并且由于沥青焦油中含有一定量的固体沥青残渣，在沥青焦油燃烧过程中易造成过滤网、喷嘴等堵塞，影响沥青焦油正常燃烧，并且燃烧设备易产生跑冒滴漏，对生产现场管理造成较大难度。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、安全无污染、低成本的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法。
本发明解决上述技术问题所采用的方案是提供了一种处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法，包括以下步骤：
a、将沥青残渣和填充料细粉混合均匀，成型，生坯；
b、将步骤a所得生坯装在焙烧炉顶层填充料内，作为预焙阳极焙烧的顶层覆盖料，与预焙阳极一起进行焙烧，焙烧完成，得到可作为预焙阳极生产原料的炭块。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤a中，所述沥青残渣为液态沥青焦油或固液混合态沥青残渣中的至少一种。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤a中，混合时，还加入收尘粉或废糊料中的至少一种；所述填充料细粉、收尘粉和废糊料的质量比为5：0～2：0～1。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤a中，所述沥青残渣的质量与填充料细粉、收尘粉和废糊料的总质量之比为1：2～3。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤a中，所述生坯的外形尺寸为(35～60)*(20～40)*(20～35)，表示长*宽*高。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤b中，所述焙烧炉顶层填充料的厚度为不小于550mm。
优选的，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤b中，所述焙烧炉顶层填充料的厚度为550～600mm。
其中，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤b中，所述焙烧的条件为：焙烧火焰周期28～32小时，焙烧最高温度1150～1200℃，焙烧总周期168～192小时。
优选的，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤b中，所述焙烧的条件为：焙烧火焰周期32小时，焙烧最高温度1180℃，焙烧周期192小时。
更优选的，上述所述的处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法中，步骤b中，按照以下陪烧曲线进行升温：0～32h由室温升至570℃；然后32～96h由570℃升温至870℃；然后96～128h由870℃升至1100℃；然后128～160h由1100℃升至1180℃；最后160～192h在1180℃进行保温。
本发明的有益效果是：
本发明方法充分利用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油、收尘粉、填充料细粉、废糊料等副产物，就地取材，回收使用，变废为宝，将沥青焦油及残渣，经焙烧，变成生产中的有用原料，无需增加设备，焙烧过程中挥发分作为预焙阳极焙烧燃料，可节约天然气消耗，最终产品作为预焙阳极生产原料，实现了电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的循环利用；本发明方法操作简单、便利、经济，安全、可靠，无二次污染，彻底解决环境污染问题。
具体实施方式
具体的，处理电解铝用预焙阳极生产过程中产生的沥青焦油的方法，包括以下步骤：a、将沥青残渣和填充料细粉混合均匀，成型，得生坯；b、将步骤a所得生坯装在焙烧炉顶层填充料内，作为预焙阳极焙烧的顶层覆盖料，与预焙阳极一起进行焙烧，焙烧完成，得到可作为预焙阳极生产原料的炭块。
在电解铝的预焙阳极成型及焙烧工序，生产过程中产生大量的沥青焦油，其主要呈液态或固液混合态。发明人试验发现，液态或固液混合态的沥青焦油具有一定的粘结性，可以充分利用沥青焦油作为粘接剂与焙阳极生产过程中产生的填充料细粉、收尘粉和废糊料充分搅拌、混合，倒入模具内制成生坯后，利用焙烧炉进行焙烧后得到可作为预焙阳极生产原料的炭块。
此外，预焙阳极生产过程中还会产生填充料细粉、收尘粉、废糊料等副产物，其皆不能返回流程使用，只能作为废物物资外卖处理，造成了大量资源浪费。
本发明则以预焙阳极生产过程产生的填充料细粉作为生坯成型的骨料，成型过程中沥青焦油渗透到填充料细粉的空隙中，提高了物料的粘接性和密实度；生坯成型过程中，还加入收尘粉或废糊料中的至少一种，控制填充料细粉、收尘粉和废糊料的质量比为5：0～2：0～1，沥青残渣的质量与填充料细粉、收尘粉和废糊料的总质量之比为1：2～3，使物料混合更加均匀，不同颗粒达到合理堆积，提高密实度，从而有利于后续物料焙烧。
由于本发明需要将生坯装入焙烧炉顶层填充料内，为使生坯尺寸与顶层填充料匹配，并且不影响正常生产，本发明控制生坯的外形尺寸为(35～60)*(20～40)*(20～35)，表示长*宽*高。
在预焙阳极的焙烧装炉过程中，装入顶层预焙阳极后，可以先铺一层100～150mm左右的填充料，再装入本发明制成的生坯，生坯之间的间距不小于200mm，再将顶层填充料铺满，控制焙烧炉顶层填充料的厚度不小于550；优选为550～600mm。本发明方法步骤b中，所述焙烧的操作为：焙烧火焰周期28～32小时，焙烧最高温度1150～1200℃，焙烧总周期168～192小时；具体的，按照以下焙烧曲线进行升温：0h～(28～32h)由室温升至570～650℃；然后(28～32h)～(84～96h)由570～650℃升温至870-940℃；然后(84～96h)～(112～128h)由870-940℃升至1100-1150℃；然后(112～128h)～(140～160h)由1100-1150℃升至1150～1200℃；最后(140～160h)～(168～192h)在1150～1200℃进行保温。优选的，所述焙烧的操作为：焙烧火焰周期32小时，焙烧最高温度1180℃，焙烧周期192小时；具体的，按照以下焙烧曲线进行升温：0～32h由室温升至570℃；然后32～96h由570℃升温至870℃；然后96～128h由870℃升至1100℃；然后128～160h由1100℃升至1180℃；最后160～192h在1180℃进行保温。
本发明中焙烧曲线与正常生产焙烧曲线一致，在实现了沥青焦油、填充料细粉、收尘粉和废糊料等循环综合利用同时，生坯焙烧过程中挥发分进入火道内充分燃烧，通过燃烧控制系统调节，可节约部分天然气消耗，不会对预焙阳极质量造成影响。
沥青焦油与收尘粉、填充料细粉、废糊料等混合而成的成型生坯，在焙烧炉内，200～550℃，沥青焦油中挥发分在焙烧过程中进入焙烧炉火道中充分燃烧，充分利用了沥青焦油挥发分燃烧产生的热量，作为焙烧过程中的部分能量来源，为预焙阳极焙烧提供热量，同时，随炉内温度的提升，到700～750℃沥青焦油及残渣逐步成焦炭化，采用本领域的常规手段出料(如多功能天车吸料等)，将生坯经焙烧后的炭块取出，按需要进行粉碎，即可作为预焙阳极生产原料使用，整个烧制过程燃烧产生的烟气经焙烧烟气净化处理，无有毒有害物质排出，做到达标排放。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将液态沥青焦油、固液混合态沥青焦油与收尘粉、填充料细粉、废糊料进行混合，并搅拌均匀，得糊料，将糊料倒入35*20*25cm的模具内，捣实成型，得生坯；其中，填充料细粉、收尘粉和废糊料的质量比为1：1：1液态沥青焦油和固液混合态沥青焦油的总质量与收尘粉、填充料细粉和废糊料的总质量之比为1：2；
将生坯进行装炉，将其装入焙烧炉顶层填充料内，装入顶层预焙阳极后，先铺一层100mm左右的填充料，再装入上述生坯，控制生坯之间的间距200mm，再将顶层填充料铺满，控制焙烧炉顶层填充料的厚度600mm，将生坯作为预焙阳极焙烧的顶层覆盖料进行焙烧；焙烧条件为：焙烧火焰周期32小时，焙烧最高温度1180℃，焙烧总周期192小时；按照以下陪烧曲线进行升温：0～32h由室温升至570℃；然后32～96h由570℃升温至870℃；然后96～128h由870℃升至1100℃；然后128～160h由1100℃升至1180℃；最后160～192h在1180℃进行保温，200～550℃，沥青焦油中挥发分在焙烧过程中进入焙烧炉火道中充分燃烧，充分利用了沥青焦油挥发分燃烧产生的热量，作为焙烧过程中的部分能量来源，为预焙阳极焙烧提供热量，同时，随炉内温度的提升；700～750℃沥青焦油及残渣逐步成焦炭化；
焙烧完成后，由多功能天车吸料，吸完料后，将生坯经焙烧后的产品取出，经破碎后作为预焙阳极生产原料使用；整个烧制过程燃烧产生的烟气经焙烧烟气净化处理，无有毒有害物质排出，做到达标排放。