本发明涉及一种铝电解废槽衬制备岩棉的方法及系统，它属于铝电解技术领域。
背景技术：
电解铝废槽衬是电解铝生产过程中不可避免的固体废弃物，吨铝排放量为7.5-15kg，废槽衬里面氟化物含量通常在30-40%，氰化物含量通常在100ppm。按照《危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别》gb5085.3，废槽衬中氟离子含量约1000-5000mg／l，氰化物的含量10-30mg/l，均严重超标（标准中有关无机氟化物的限值为100mg/l,氰化物（cn-）的限值5mg/l），属于危险废物（按《国家危险废物名录》，危险废物代码331-023-48），直接排放会造成环境的严重污染。2016年电解铝产量3187万吨左右，已经连续16年电解铝产量处于世界第一，约为我国有色金属总产量的50%。按照每吨原铝产生7.5～15kg废阴极炭块计算，2016年产生约22.5～45万吨废槽衬，约为全国危险废物排放量的1.5-3%。目前，国内外处置的主要方式是堆存或填埋，大部分企业没有无害化处置设施。随着新环保法的实施，电解铝废槽衬的无害化处置成为本领域技术人员急需解决的技术问题。
多年来，本领域创新及科研团队进行了大量技术路径设计、研发，取得了多路径较为全面的局部成果。经过市场调查，目前各处置工艺在无害化处理电解铝废槽衬过程中普遍存在二次污染严重、设备工艺路线调整困难，设备搬迁转场成本高等技术问题。目前电解铝企业没有成熟的电解铝废槽衬无害化处置方法。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种铝电解废槽衬制备岩棉的方法及系统，目的是实现废槽衬的无害化、资源化利用，充分的利用废槽衬中的主要物质sio2和al2o3，并有效地利用了废阴极的热值，同时回收氟化盐可用于电解铝生产。
为达上述目的本发明是通过下述技术方案实现的：
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，将废槽衬60质量份、除氟的添加剂15-25质量份和废阴极20-30质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至1700-2000℃，高温加热15-25分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与12-17质量份的煅后煤矸石和11-16质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至1700-2000℃，高温加热15-25分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。
上述的费槽衬、除氟的添加剂、废阴极、煅后煤矸石和粉煤灰的粒度均为小于400毫米的粒度。
铝电解废槽衬制备的岩棉，它是由下述原料按所述质量份数制备而成：废槽衬60质量份、除氟的添加剂15-25质量份、废阴极20-30质量份、煅后煤矸石12-17质量份、粉煤灰11-16质量份。
上述的除氟的添加剂为生物质材料或焦炭。
上述的生物质材料为秸秆和树木中的一种或两种。
铝电解废槽衬制备岩棉的系统，其结构如下：废槽衬料仓、添加剂料仓、废阴极料仓的出料口与高温熔炉的入料口相连，高温熔炉的烟气出口与第一烟气回收治理装置的烟气入口相连，高温熔炉的渣料出口与冷却破碎机的入料口相连，冷却破碎机的出料口与渣料仓的入口相连，渣料仓、煅烧煤矸石料仓和粉煤灰料仓的出料口与岩棉制备熔炉的入料口相连，岩棉制备熔炉的烟气出口与第二烟气回收治理装置的烟气入口相连，岩棉制备熔炉的渣料出料口与岩棉制备生产线的入料口相连。
上述的废槽衬料仓、添加剂料仓、废阴极料仓的出料口均与第一皮带输送机的入料口相连，第一皮带输送机的出料端与高温熔炉的入料口相连。
上述的渣料仓、煅烧煤矸石料仓和粉煤灰料仓的出料口与第二皮带输送机入料口相连，第二皮带输送机的出料端与岩棉制备熔炉的入料口相连。
上述的高温熔炉采用立式圆筒熔炉；岩棉制备熔炉采用立式圆筒熔炉；第一烟气回收治理装置和第二烟气回收治理装置都是由旋风除尘器、脱氟喷淋塔和布袋除尘器依次连接而成；冷却破碎机采用熔融矿物水淬机。
由于采用上述技术方案，使得本发明具有如下优点和效果：
本发明采用将废槽衬、除氟添加剂和废阴极按配比输送进入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至1700-2000℃，高温加热后的无害化熔融态渣料经冷却破碎机冷却破碎后排出，其中原废槽衬中，有38-42%的耐材作为渣料保存下来，有28-32%的废阴极作为燃料消耗掉，有1.5-2.5右的有害氰化物高温下分解进入烟气，26-30%的氟化盐挥发进入烟气，其中85-95%的氟化盐随烟气进入净化系统回收返回电解铝生产使用，其余3-8%氟化物被固化为无害的caf2。所制备的岩棉，其成分sio2含量达50-57%，al2o3含量达42-48%，为优质岩棉，部分岩棉还可作为军事用途，如军舰的保温阻燃材料。
本发明整套系统中，水、气污染物达标超低排放，环保达标，实能够有效提高废耐材的无害化处理效率和资源回收的最大化。本发明实现了废槽衬的无害化、资源化利用，充分的利用了废耐材中的主要物质sio2和al2o3，并有效的利用了废阴极的热值，同时回收氟化盐可用于电解铝生产，环保达标处理、符合国家最新环境保护标准和技术规范要求。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中：1、废槽衬料仓；2、添加剂料仓；3、废阴极料仓；4、第一皮带输送机；5、高温熔炉；6、冷却破碎机；7、第一烟气回收治理装置；8、渣料仓；9、煅烧煤矸石料仓；10、粉煤灰料仓；11、第二皮带输送机；12、岩棉制备熔炉；13、第二烟气回收治理装置；14、岩棉制备生产线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法。
实施例1
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，将费槽衬、秸秆和树木、废阴极、煅后煤矸石和粉煤灰处理成粒度均为小于400毫米，将废槽衬60质量份、秸秆10质量份、树木10质量份和废阴极25质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至1800℃，高温加热20分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与15质量份的煅后煤矸石和14质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至1800℃，高温加热20分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。岩棉的制备过程为本领域常规技术，不做详细描述。
实施例2
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，将废槽衬60质量份、秸秆15质量份和废阴极20质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至2000℃，高温加热15分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与12质量份的煅后煤矸石和11质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至2000℃，高温加热15分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。岩棉的制备过程为本领域常规技术，不做详细描述。
实施例3
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，将废槽衬60质量份、树木25质量份和废阴极30质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至1700℃，高温加热25分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与17质量份的煅后煤矸石和16质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至1700℃，高温加热25分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。
岩棉的制备过程为本领域常规技术，不做详细描述。
实施例4
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，将费槽衬、焦炭、废阴极、煅后煤矸石和粉煤灰处理成粒度均为小于400毫米，铝电解废槽衬无害化及循环利用制备岩棉的方法，将废槽衬60质量份、焦炭22质量份和废阴极22质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至1900℃，高温加热22分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与14质量份的煅后煤矸石和13质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至1900℃，高温加热22分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。
岩棉的制备过程为本领域常规技术，不做详细描述。
实施例5
铝电解废槽衬制备岩棉的方法，铝电解废槽衬无害化及循环利用制备岩棉的方法，将费槽衬、树木、废阴极、煅后煤矸石和粉煤灰处理成粒度均为小于400毫米，将废槽衬60质量份、树木27质量份和废阴极27质量份送入高温熔炉中，通过燃烧废阴极进行加热至185℃，高温加热17分钟后，得到熔融态渣料及氟化盐，氟化盐进入烟道经烟气回收治理装置回收，将熔融态渣料送入冷却破碎机中进行冷却破碎后得固化的caf2和废槽衬渣，将废槽衬渣与16质量份的煅后煤矸石和15质量份的粉煤灰混合后送入岩棉制备熔炉中，加热至1850℃，高温加热17分钟，冷却至常温后送到岩棉制备生产线制造成岩棉。岩棉的制备过程为本领域常规技术，不做详细描述。
实施例1-5的铝电解废槽衬制备岩棉的方法，其中原废槽衬中，有38-42%的耐材作为渣料保存下来，有28-32%的废阴极作为燃料消耗掉，有1.5-2.5右的有害氰化物高温下分解进入烟气，26-30%的氟化盐挥发进入烟气，其中85-95%的氟化盐随烟气进入净化系统回收返回电解铝生产使用，其余3-8%氟化物被固化为无害的caf2。实施例1-5制备的岩棉，其成分sio2含量达50-57%，al2o3含量达42-48%，为优质岩棉，部分岩棉还可作为军事用途，如军舰的保温阻燃材料。所述的百分含量均为质量百分含量。
如图1所示，本发明铝电解废槽衬制备岩棉的系统，其结构如下：废槽衬料仓1、添加剂料仓2、废阴极料仓3的出料口均与第一皮带输送机4的入料口相连，第一皮带输送机4的出料端与高温熔炉5的入料口相连，高温熔炉5的烟气出口与第一烟气回收治理装置7的烟气入口相连，高温熔炉5的渣料出口与冷却破碎机6的入料口相连，冷却破碎机6的出料口与渣料仓8的入口相连，渣料仓8、煅烧煤矸石料仓9和粉煤灰料仓10的出料口与第二皮带输送机11的入料口相连，第二皮带输送机11的出料端与岩棉制备熔炉12的入料口相连，岩棉制备熔炉12的烟气出口与第二烟气回收治理装置13的烟气入口相连，岩棉制备熔炉12的渣料出料口与岩棉制备生产线14的入料口相连。
上述的高温熔炉5采用立式圆筒熔炉；冷却破碎机6采用熔融矿物水淬机；岩棉制备熔炉12采用立式圆筒熔炉。第一烟气回收治理装置7和第二烟气回收治理装置13都是由旋风除尘器、脱氟喷淋塔和布袋除尘器依次连接而成。
本发明整套系统，水、气污染物达标超低排放，环保达标，能够有效提高废耐材的无害化处理效率和资源回收的最大化。本发明实现了废槽衬的无害化、资源化利用，充分的利用了废耐材中的主要物质sio2和al2o3，并有效的利用了废阴极的热值，同时回收氟化盐可用于电解铝生产，环保达标处理、符合国家最新环境保护标准和技术规范要求。