在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对铝电解废槽衬资源化的处理方法，尤其涉及一种在铝电解废槽 衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，包括废阴极碳、石墨内衬等在内的所 有电解铝生产行业废弃的废槽衬。
【背景技术】
[0002] 在电解铝的生产过程中，对废槽衬的处理尤为重要，其中含有大量的可溶性的氟 化物和有毒的氰化物，不加处理而直接露天堆放不仅污染大气，而且随着雨水进入江河污 染地表水源;填埋处理同时也会污染土壤，并且上述的氟化物十分容易随着雨水渗入到地 下，污染地下水，严重危害动植物的生长，更严重影响人类的身体健康。所以，废槽衬对环境 的污染已经成为影响铝工业全面协调、可持续发展的重要问题之一。
[0003] 关于铝电解废槽衬的无害化处理的方法已有文献和专利涉及，但是主要集中在无 害化过程，对资源回收特别是电解铝过程中大量使用的氟化物的回收没有涉及到，也没有 考虑到热处理过程中不可避免产生的尾气对环境的二次污染。这样，就造成了有价值的氟 化物的流失，而且即使热处理过程中实现氟的部分转化，也很难全面固定、稳定氟，仍存在 一定的环境隐患。同时，热处理产生的尾气给环境保护工作带来了新的负担和压力。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种能消除废槽衬的污染和热处理工艺中尾气的二次污染， 同时也使得废槽衬中有价值的氟化物得以回收并且有效利用的方法，即在铝电解废槽衬热 处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006] 本发明的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，包括 步骤：
[0007] A、将废弃的铝电解槽内衬进行破碎处理，破碎成粒径为1mm左右的颗粒送于回转 窑中燃烧，控制燃烧温度在400~500°C，以实现氰化物的分解和硫化物的氧化；
[0008] B、燃烧的同时，在尾部烟道处喷洒石灰乳，使之与尾气中的S02反应；
[0009] C、处理过S02的尾气继续采用静电除尘装置进行除尘处理；
[0010] D、将除去硫化物和氰化物的铝电解槽内衬颗粒送入多炉膛焚烧炉中进行二次燃 烧，控制燃烧温度在750~850°C;
[0011] E、同时加入能够产生硫酸的物质，使其反应生成气态HF;
[0012] F、对含有气态HF的尾气进行布袋除尘装置除尘处理；
[0013] G、除尘后的气态HF经过化学反应制得工业产品冰晶石。
[0014]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的在铝电解废槽衬热 处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，以废槽衬为原料，进行破碎处理，然后加入 到回转窑中进行热处理。燃烧的同时对其产生的尾气进行脱硫和静电除尘处理。经回转窑 一次燃烧处理后的废槽衬颗粒送入到多炉膛焚烧炉进行二次燃烧处理，产生的气态HF同时 也需进行布袋除尘处理，使得产生的气态HF更为纯净。除尘后的气态HF为工业生产冰晶石 提供了原料。这不仅消除了废槽衬的污染和热处理工艺中尾气的二次污染，同时也使得废 槽衬中有价值的氟化物得以回收并且有效利用。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明实施例提供的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气 处理的方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0017] 本发明的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，其较 佳的【具体实施方式】如图1所示：
[0018] 包括步骤：
[0019] A、将废弃的铝电解槽内衬进行破碎处理，破碎成粒径为1mm左右的颗粒送于回转 窑中燃烧，控制燃烧温度在400~500°C，以实现氰化物的分解和硫化物的氧化；
[0020] B、燃烧的同时，在尾部烟道处喷洒石灰乳，使之与尾气中的S〇2反应；
[0021] C、处理过S02的尾气继续采用静电除尘装置进行除尘处理；
[0022] D、将除去硫化物和氰化物的铝电解槽内衬颗粒送入多炉膛焚烧炉中进行二次燃 烧，控制燃烧温度在750~850°C;
[0023] E、同时加入能够产生硫酸的物质，使其反应生成气态HF;
[0024] F、对含有气态HF的尾气进行布袋除尘装置除尘处理；
[0025] G、除尘后的气态HF经过化学反应制得工业产品冰晶石。
[0026] 所述步骤A中，破碎成粒径为lmm左右的铝电解槽内衬颗粒经过温度为400~500°C 的回转窑一次燃烧，能将有毒的氰化物分解为N2。
[0027] 所述步骤B中，硫化物氧化为S02并经过喷洒石灰乳处理转化为CaS04。
[0028]所述步骤E中，所述能够产生硫酸的物质包括浓硫酸、二氧化硫和/或单质硫，其反 应的机理是基于反应(2/n)MFn+H2S〇4=M(2/n)S〇4+2HF丨，其中Μ表示金属。
[0029]所述步骤F中，布袋除尘装置的材质为聚乙烯等塑料材质。
[0030]本发明的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，针对 现有技术在处理铝电解槽废槽衬中存在的不足，使废槽衬完全无害化并且对资源进行回收 和尾气处理。
[0031] 破碎成粒径为1皿1的废槽衬颗粒经过温度为400~500°C的燃烧，可以有效将其中 有毒的氰化物转化成为N2,硫化物转化成为S〇2并经过尾气处理变成CaS〇4。同时处理后的尾 气进行静电除尘处理，可以实现对燃烧烟气的进一步净化，有效避免了因无害化热处理而 对大气环境造成的二次污染。
[0032] 通过调节给料速率和空气流速来严格控制废槽衬颗粒燃烧时的反应温度，而温度 过高而存在的废槽衬板结问题可以通过添加一定量的惰性添加剂(如高岭土等)来进行解 决。
[0033]产生气态HF时，可以加入浓硫酸、稀硫酸溶液或者加入单质硫以及能与单质硫反 应产生硫酸的物质。其反应的机理是基于反应(2/n)MFn+H2S〇4 = M(2/n)S〇4+2HF丨，其中Μ表示 金属。
[0034]对基于上述反应产生的含气态HF的尾气进行布袋除尘处理，布袋除尘装置选取聚 乙烯(ΡΕ)等塑料材质(考虑HF的强腐蚀性）。
[0035] 表1工艺的主要化学反应 [0036]
[0037]本发明的方法以废槽衬为原料，进行破碎处理，破碎后粒度为1mm左右，然后加入 到回转窑中进行热处理。燃烧的同时对其产生的尾气进行脱硫和静电除尘处理。经回转窑 一次燃烧处理后的废槽衬颗粒送入到多炉膛焚烧炉进行二次燃烧处理，产生的气态HF同时 也需进行布袋除尘处理，使得产生的气态HF更为纯净。除尘后的气态HF为工业生产冰晶石 提供了原料。这不仅消除了废槽衬的污染和热处理工艺中尾气的二次污染，同时也使得废 槽衬中有价值的氟化物得以回收并且有效利用。
[0038] 具体实施例：
[0039] 实施例1:
[0040]废旧的铝电解槽内衬破碎成粒径为1mm的颗粒，加入到回转窑中进行燃烧，燃烧温 度400°C，燃烧时间60min。燃烧的同时在尾部烟道处喷洒石灰乳进行脱硫处理，并将脱硫后 的尾气进行静电除尘处理。回转窑燃烧后的物料转送到多炉膛焚烧炉进行二次燃烧，并在 其中添加适量的高岭土，同时加入浓硫酸，加热温度700°C，加热时间90min。二次燃烧产生 的尾气经聚乙烯(PE)材质的布袋除尘装置除尘，然后将净化后的HF气体用于生产冰晶石。 [0041 ] 实施例2:
[0042]废旧的铝电解槽内衬破碎成粒径为1.5mm的颗粒，加入到回转窑中进行燃烧，燃烧 温度500°C，燃烧时间50min。燃烧的同时在尾部烟道处喷洒石灰乳进行脱硫处理，并将脱硫 后的尾气进行静电除尘处理。回转窑燃烧后的物料转送到多炉膛焚烧炉进行二次燃烧，并 在其中添加适量的高岭土，同时加入稀硫酸溶液，加热温度800°C，加热时间80min。二次燃 烧产生的尾气经聚乙烯(PE)材质的布袋除尘装置除尘，然后将净化后的HF气体用于生产冰 晶石。
[0043]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范 围为准。
【主权项】
1. 一种在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，其特征在 于，包括步骤： A、 将废弃的铝电解槽内衬进行破碎处理，破碎成粒径为1mm左右的颗粒送于回转窑中 燃烧，控制燃烧温度在400~500°C，以实现氰化物的分解和硫化物的氧化； B、 燃烧的同时，在尾部烟道处喷洒石灰乳，使之与尾气中的S02反应； C、 处理过S02的尾气继续采用静电除尘装置进行除尘处理； D、 将除去硫化物和氰化物的铝电解槽内衬颗粒送入多炉膛焚烧炉中进行二次燃烧，控 制燃烧温度在750~850°C; E、 同时加入能够产生硫酸的物质，使其反应生成气态HF; F、 对含有气态HF的尾气进行布袋除尘装置除尘处理； G、 除尘后的气态HF经过化学反应制得工业产品冰晶石。2. 根据权利要求1所述的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的 方法，其特征在于，所述步骤A中，破碎成粒径为1mm左右的铝电解槽内衬颗粒经过温度为 400~500°C的回转窑一次燃烧，能将有毒的氰化物分解为N 2。3. 根据权利要求2所述的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的 方法，其特征在于，所述步骤B中，硫化物氧化为S0 2并经过喷洒石灰乳处理转化为CaS04。4. 根据权利要求3所述的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的 方法，其特征在于，所述步骤E中，所述能够产生硫酸的物质包括浓硫酸、二氧化硫和/或单 质硫，其反应的机理是基于反应(2/n)MF n+H2S〇4=M(2/n)S〇4+2HF丨，其中Μ表示金属。5. 根据权利要求4所述的在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的 方法，其特征在于，所述步骤F中，布袋除尘装置的材质为聚乙烯塑料材质。
【专利摘要】本发明公开了一种在铝电解废槽衬热处理过程中回收冰晶石并进行尾气处理的方法，以废槽衬为原料，进行破碎处理，然后加入到回转窑中进行热处理。燃烧的同时对其产生的尾气进行脱硫和静电除尘处理。经回转窑一次燃烧处理后的废槽衬颗粒送入到多炉膛焚烧炉进行二次燃烧处理，产生的气态HF同时也需进行布袋除尘处理，使得产生的气态HF更为纯净。除尘后的气态HF为工业生产冰晶石提供了原料。这不仅消除了废槽衬的污染和热处理工艺中尾气的二次污染，同时也使得废槽衬中有价值的氟化物得以回收并且有效利用。
【IPC分类】B01D53/50, B03C3/00, B01D53/80, C01B7/19, C01F7/54
【公开号】CN105502452
【申请号】CN201510897404
【发明人】桑义敏
【申请人】北京京碧蓝环保科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月8日