电解铝废阴极回收反应炉的制作方法
【技术领域】
[0001]该实用新型涉及一种电解铝行业的固体废弃物的处理设备，特别是涉及一种电解铝废阴极回收反应炉。
【背景技术】
[0002]在铝电解工程中，由于各种原因而致使阴极报废更换，在国内一般3-5年更换一次，平均每生产I吨铝产生30?50kg的废阴极。通常，废旧阴极含有70%左右的炭(石墨化成都80%?90%)，30%左右的电解质。上述所含固体电解质主要是一种氟化物(主要成分是冰晶石3NaF X A1F3)，该物质具有强烈的腐蚀性，其中还含有少量的氰化物[Na4Fe(CN)6]。目前，对于废旧阴极的处理多采用堆放或填埋:废弃物中的可溶性氟化物和氰化物遇水条件下会产生有害气体，危害生物安全；同时溶于水中的有害物质会渗入地下水或流入河流，污染水源。故此，废旧阴极是极具危害性的固体废弃物，应进行处理或利用。今年来人们对该类废料处理方面做了一系列的研究和探索，如何酸碱浸出、氧化铝烧结法和水泥生产中的添加剂、浮选法等，由于设备和利用效率问题使众多方法难以推广实施，其中浮选法是最为被认可的方法，该方法是将废旧阴极和碳渣分别劈碎、磨制成粉，再按不同类别进入浮选槽中，加入浮选药剂和清水，经多次浮选后，得到电解质并返回电解铝使用，碳粉则用于碳素制品的生产。但由于采用浮选法存在以下问题而难以推广:①回收电解质碳含量仍较好(约5%)，回收的电解质和碳粉不能只用使用;②废渣、废水、加热的废弃会对环境造成二次污染。
[0003]因此，研究开发一种废旧阴极处理利用的新设备，既能高效的分离废弃物中的碳和电解质，又能充分利用处理后的各种产物，实现零污染排放的目的。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服了现有技术中，电解铝行业固体废弃物处理仍需改进的问题，提供一种既能高效分离碳和电解质，又能充分利用处理后的各种产物，且无二次污染的电解铝废阴极回收反应炉。
[0005]本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的电解铝废阴极回收反应炉:含有炉室和炉壁，所述炉壁包括内衬层、保温层，炉壁一端设有吹料口，吹料口的周围环布有点火器，与吹料口相对的一端设有尾气出口，吹料口和尾气出口所在平面的下部居中处设有排渣液腔，排渣液腔的底部设有排渣液口。
[0006]所述吹料口包括一次进风口和二次进风口。所述点火器环形分布于关于吹料口为轴心，锥心角为30° Sa <60°的环形锥面上。所述尾气出口为圆形或矩形。所述排渣液腔的腔体和水平面的夹角为45° < β < 70° ο
[0007]与现有技术相比，本实用新型电解铝废阴极回收反应炉具有以下优点:1.利用本实用新型处理废旧阴极高危固体废弃物，可充分回收利用废料中的电解质和碳，电解质直接回收，碳则以热能的形式进行回收利用，利用其燃烧热量，不使用或减少使用额外燃料，不产生废渣、废水。废气直接进入净化系统，根本上改变了废旧阴极堆放有效利用的现状。2.2014年中国电解铝产量约为2810万吨，平均每吨铝产生废阴极30?50kg计算，产废阴极量约84万吨。以2万t/a规格的燃烧炉计算，全国需要约41台喷燃分离燃烧炉，这其中不包括其它小规格的燃烧炉。因此，该技术研发成功后，市场推广潜力非常大。
【附图说明】
[0008]图1是本实用新型电解铝废阴极回收反应炉的剖面示意图。
【具体实施方式】
[0009]【附图说明】中标号I是点火器，2是保温层，3是内衬层，4是一次风口，5是二次风口，6排渣液口，7是尾气出口。
[0010]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型电解铝废阴极回收反应炉作进一步说明:如图所示，本实施例中含有炉室和炉壁，所述炉壁包括内衬层3、保温层2，炉壁一端设有吹料口，吹料口的周围环布有点火器I，与吹料口相对的一端设有尾气出口 7，吹料口和尾气出口 7所在平面的下部居中处设有排渣液腔，排渣液腔的底部设有排渣液口 6。
[0011]所述吹料口包括一次进风口和二次进风口。所述点火器I环形分布于关于吹料口为轴心，锥心角为30° < α < 60°的环形锥面上。所述尾气出口7为圆形或矩形。所述排渣液腔的腔体和水平面的夹角为45° <β<70°ο
[0012]本实用新型无需持续燃料，由废旧阴极粉中的碳自身燃烧提供能量，所述反应炉尾气出口 7后端连接有旋风组件。
[0013]利用上述燃烧炉综合利用废旧阴极的方法，包括以下步骤:
[0014]步骤(1)、先将废旧阴极磨制至100目粉，混入添加剂；
[0015]步骤(2)、预热炉膛:由外置热源预热；
[0016]步骤(3)、一次风通过进料口的一次风口4，将步骤(I)中所得粉料吹入燃烧炉，二次风口 5为补充炉膛内氧气送风;所述反应炉的炉膛温度控制为600?850°C左右，最高温度不能超过1200°C;
[0017]步骤(4)、经由上步所得气体经由高温尾气出口7，进入热量循环利用系统，燃烧造成的炉渣和熔融物质则由预置排渣液口 6定期排出；
[0018]步骤(5)、对降温后的尾气进行气固分离，所得固体粉末即为电解质，气体则进入净化系统，对气体中所含的氟物质进行综合回收后排放，从而达到物料全部回收、零污染排放的目的。
【主权项】
1.一种电解铝废阴极回收反应炉，含有炉室和炉壁，其特征在于:所述炉壁包括内衬层、保温层，炉壁一端设有吹料口，吹料口的周围环布有点火器，与吹料口相对的一端设有尾气出口，吹料口和尾气出口所在平面的下部居中处设有排渣液腔，排渣液腔的底部设有排渣液口。2.根据权利要求1所述的电解铝废阴极回收反应炉，其特征在于:所述吹料口包括一次进风口和二次进风口。3.根据权利要求1所述的电解铝废阴极回收反应炉，其特征在于:所述点火器环形分布于关于吹料口为轴心，锥心角为30° < α < 60°的环形锥面上。4.根据权利要求1所述的电解铝废阴极回收反应炉，其特征在于:所述尾气出口为圆形或矩形。5.根据权利要求1所述的电解铝废阴极回收反应炉，其特征在于:所述排渣液腔的腔体和水平面的夹角为45° < β < 70° ο
【专利摘要】本实用新型公开了一种电解铝废阴极回收反应炉，克服了现有技术中，电解铝行业固体废弃物处理仍需改进的问题。该实用新型含有炉室和炉壁，所述炉壁包括内衬层、保温层，炉壁一端设有吹料口，吹料口的周围环布有点火器，与吹料口相对的一端设有尾气出口，吹料口和尾气出口所在平面的下部居中处设有排渣液腔，排渣液腔的底部设有排渣液口。该技术结构简单，可充分回收利用废料中的电解质和碳，电解质直接回收，碳则以热能的形式进行回收利用，利用其燃烧热量，不使用或减少使用额外燃料，不产生废渣、废水。废气直接进入净化系统，根本上改变了废旧阴极堆放有效利用的现状。
【IPC分类】C01B31/02, F23G7/00, C25C3/08
【公开号】CN205227342
【申请号】CN201520914605
【发明人】朱康, 陈喜平, 卢志锋, 康晓东, 梁学民
【申请人】郑州轻冶科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年11月17日