廢槽內襯綜合利用技術
鋁電解廢槽襯的主要化學成分有碳素材料、冰晶石、剩余的耐火材料和保溫材料等。我國廢舊陰極大部分采用露天或掩埋堆放的方式處理，廢內襯中含有可溶氟和氰化物等有毒物質，會隨雨水滲入土壤，造成污染。
目前處理廢槽襯的方法分為如下幾大類：①浮選處理技術：浮選法是將廢陰極炭塊磨粉，與水和浮選劑一起加入浮選槽，經多次浮選，得到電解質和炭粉。②硫酸酸解法：將廢槽襯粉碎后投入預先注入水和濃硫酸的酸解罐中進行酸解，產生的氣體用水反復淋洗，回收氫氟酸，其濾渣可制取石墨粉和工業氫氧化鋁、氧化鋁。③用廢陰極炭塊生產陽極保護環：將廢陰極炭塊破碎后作為干料，以糖漿或淀粉為黏結劑，混勻后即成保護料直接搗固安裝在陽極鋼爪上，通過自焙燒形成牢固的保護環。④火法處理技術：在廢槽襯中配入石灰石等添加劑，混合料在高溫下進行處理，最終產品可利用或填埋處理。
國外廢槽襯無害化處理技術，以Alcoa的SYNTHETI SAND工藝，Comaico的COMTOR工藝和Alcan的SPLIT工藝、LCLL工藝為代表，已得到了不同規模的工業應用。廢槽襯經無害化處理后，回收氟化鈣可用于鋼鐵工業的添加劑或氧化鋁、水泥生產的礦化劑、熔煉渣可用于生產水泥或耐火材料，氟化鹽可返回電解槽使用。國外處理廢槽襯有如下的技術發明：①用作固體填土材料的廢槽襯無害化處理方法(美國)：將破碎后的廢槽襯與CaCl/HCl溶液置于Fe存在的球磨機中反應，以除去氰化物、氟化物和多環芳烴，并使氟化物轉化為氟石。產出的固體渣適于填埋處理，并可回收反應后的溶液。②以鋁電解廢槽襯為原料制備耐火材料(美國)：將廢槽襯加入硫酸分解槽中進行分解，得到含HF和HCN的氣體，加熱到有效溫度使HCN分解得到不含CN~的氣體，直接通過濕式捕集器回收HF 生成氫氟酸，或進一步反應生成AlF。。得到的含C、SiO、Al，O、硫酸鈉等物質的漿液經過漂洗，逐步分離出碳、氧化鋁、二氧化硅、硫酸鈉、Al(OH)。，最后將固體物與SiO/AlO混合物在高溫富氧氣氛中氧化并與SiO、AlO反應生成耐火材料。③從廢槽襯中回收氟化鹽和可燃氣體(美國)：首先將廢槽襯制成約1 mm的細粒，在有CO2的條件下進行處理，當廢槽襯的溫度達到1100℃時，通人水蒸氣開始反應，生成CO、HF、H和CO的混合氣體，HF最終轉化為AIF。，回收氣體可作為其他工藝的原料。④從廢槽襯中回收熔融SiO(美國)：將廢槽襯加入酸解槽中，調整酸解條件，將生成的氣相從酸解槽中除去，并在氧化加熱器中加熱到一定溫度，然后將熔融SiO與HF分離，回收熔融的SiO，用水溶解吸收HF形成氫氟酸。⑤處理含氟化物的固體廢物(美國)：在分解槽中使廢槽襯與堿液和鈣源接觸、充分混合，然后進行固液分離，液相濃縮回收濃度為180~300g/L的堿液，固相為含較低可溶F的固體渣。⑥廢槽襯的熱水解工藝(南斯拉夫)：將廢槽襯與水混合使氰化物和氟化物浸出，含氰化物和氟化物的浸出液在453K的溫度下熱水解200min，使氰化物分解，消解后濾液中的氟化物用Ca(OH)沉積，從而使廢槽襯無害化。⑦旋風燃燒爐處理廢槽襯(美國)：采用天然氣加熱的CYCOM技術，在875kW·h的試驗設備中高溫條件下氟化物揮發、氰化物氧化分解，廢槽襯轉變為渣，從而使廢槽襯無害化。⑧廢槽襯無害化處理的閉路循環工藝(美國)：采用回轉窯加熱處理廢槽襯與石灰石和金屬硅酸鹽的混合物，破壞氰化物并將可溶F~轉化為相對不溶的CaF。處理后的固體料含有大量有用的組分，如螢石、碳、氟化物，可被工業利用。⑨富氧工藝回收廢槽襯和電弧爐渣(美國)：通過富氧焚燒工藝處理危險廢物并使金屬氧化物玻璃化，形成類同于巖石或礦渣棉的礦渣。⑩從廢槽襯中回收有價元素的Ausmelt技術(澳大利亞)：將廢槽襯反應生成有用的或安全的產品，反應過程中氰化物被破壞，氟化物以HF形式逸出;碳被氧化，耐火材料分解為滿足環保要求的惰性渣;HF回收，最終以AIF形式返回電解槽。①石墨化爐處理廢槽襯的?？瞎に?挪威)：將廢槽襯破碎至小于15mm的粒子，用廢槽襯中的C作為鐵礦的還原劑生產生鐵，用蒸汽吹渣揮發HF，用Al(OH)。吸收HF生產AlF。熔煉工藝產出的渣可與石英一起玻璃化，生成對環境無害的渣。②處理廢槽襯的天然氣燃燒內部循環流化床工藝(加拿大)：在廢槽襯中添加氧化鈣、氧化鎂或二氧化硅，在內循環流化床的高溫下進行熱處理，除去其中的氟化物和氰化物。
開發應用廢槽襯的無害化處理和綜合利用技術也是我國電解鋁工業迫在眉睫的重要減排課題。應積極借鑒國外已有的處理技術，開發應用適合我國實際情況的廢槽襯綜合利用技術。特別是對廢槽襯進行處理后，作為少量的添加劑應用于大規模的水泥工業、鋼鐵工業和耐火材料工業，利用這些工業的高溫處理過程，將其中的炭陰極作為燃料，氟化鹽作為礦化添加劑，從而使廢槽內襯得到綜合利用。
根據我國國情，比較切實可行的技術是廢槽襯配入水泥窯生成水泥。將廢槽襯進行破碎磨細，直接配人少量水泥原料，入窯焙燒，燒制成水泥，其中的碳素材料可作為燃料，冰晶石之類物質在焙燒過程中是一種礦化劑。這是目前國外普遍使用且行之有效的技術。我國鋁電解廠也可與附近的水泥廠進行合作，處理鑰電解廢槽襯，但配人量應予控制，防止水泥中的鈉含量超標。此外，鋁電解廢槽襯還可用于煉鐵行業的造渣劑，其中的碳素材料可以作為某些工業的熱源加以利用。
245
0 
分享 0
舉報 0
收藏 0
反對 0
點贊 0
中冶有色技術平臺
換一批
評論 （0條）