一种铝电解大修废阴极处理装置的制作方法

本发明属于废阴极回收处理装置技术领域，涉及一种铝电解大修废阴极处理装置。

背景技术：

现在运行的电解槽寿命平均为2000~2600天,其后，电解槽需进行大修后才能重新开始电解生产。

由于在铝电解生产过程中需加入氟化盐，每吨铝电解生产约需加入氟化盐20~35kg，一部分氟化物以气态形式进入大气，另一部分残留于电解槽内衬中，含氟物占废内衬的36%左右，其中，每吨大修渣中的可溶性氟达到16.4~56kg。因此，电解槽大修渣经水浸出后氟化物的浓度非常高，且呈高碱性，这种废渣对环境有很大的危害，若处置不当，将会污染土壤与地下水源。

铝电解过程中，空气中的氮气与槽内的炭和钠反应生成氰化物，空气侵入较多的阴极中生成的氰化物较多，而一部分氰化物被槽内衬吸收，会使大修渣中含有少量的氰化物。

据同类企业电解槽大修渣数据，各组分中浸出液的氟化物浓度高达2200mg/l，氰化物含量8mg/l以上。根据《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（gb5085.3-2007)，废渣浸出液氟化物浓度超过标准中所规定的浓度限值100mg/l,则电解槽大修渣是具有浸出毒性的危险废物。

国内电解槽大修渣处置方法主要有回转窑焙烧处理、水泥窑协同处置、铝土矿烧结、浮选处理、石灰水浸泡处理等。

如回转窑焙烧处理即通过将大修渣粉碎后添加石灰石、粉煤灰，充分利用大修渣、粉煤灰和石灰石的可燃物、al2o3、sio2和活性cao等有效成分，控制适当的配比，在回转窑中进行一定时间的高温焙烧，可使大修渣中95%以上的有害氟化物转化为稳定无害的caf2和ca4si207f2，使99%以上的剧毒氰化物有效地氧化分解，达到大修渣无害化的目的。

然而，上述处理方法没有有效分离炭并将之进行利用，使之造成了社会资源的浪费。经预处理后的废阴极炭块其炭元素含量较高，可以达到65％以上，其中的炭是经过焙烧及电解槽内长期高温焙烧的物质，且国内外也逐渐使用石墨化、石墨质阴极，因此，对废阴极炭块进行除无机氟化物（不包括氟化钙）和氰化物的无害化处理后，其资源利用价值极大。

对废阴极炭块的回转窑焙烧处理，焙烧中部分有害物质转换为气体排放，会产生一定程度的二次污染，这就需要进行气体净化与处理，成本高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种铝电解大修废阴极处理装置，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种铝电解大修废阴极处理装置，包括制粉浆系统和浆液处置系统，制粉浆系统包括原料仓、给料机、磨粉机、粗粉分离器和浆液槽，原料仓的出口连接到给料机的进料口，给料机的出料口连接到磨粉机的进料口，磨粉机的出料口连接到粗粉分离器的进料口，粗粉分离器的粗粉出料口连接到磨粉机的进料口，粗粉分离器的细粉出料口连接到浆液槽的进料口，浆液槽的出料管连接到浆液处置系统，浆液槽的出料管安装有浆液泵。

优选的，上述浆液处置系统包括阳离子交换器、阴离子交换器和阴阳离子混合交换器，阳离子交换器的进料口连接到浆液泵的出料口，阳离子交换器的出料口连接到阴离子交换器的进料口，阴离子交换器的出料口连接到阴阳离子混合交换器的进料口。

优选的，上述浆液处置系统包括阳离子交换器、阴离子交换器和阴阳离子混合交换器，阳离子交换器和阴离子交换器的进料口均连接到浆液泵的出料口，阳离子交换器和阴离子交换器的出料口连接到阴阳离子混合交换器的进料口。

本发明中的浆液处置系统，分别为阳离子交换器、阴离子交换器串联运行系统和阳离子交换器、阴离子交换器并联运行系统，根据浆液的有害物质浓度进行选择。其中对处置浆液要求更高时，串联方式较为适宜；并联方式具有设备简单，酸、碱消耗量小，处理量大的特点。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明对预处理后的废阴极经制粉浆系统和浆液处置系统去除无机氟化物和氰化物，使之无害化，能够实现铝电解大修废阴极回收处理，去除无机氟化物和氰化物及杂质。

附图说明

图1为本发明的设备连接流程示意图（串联式浆液处置系统）；

图2为本发明的设备连接流程示意图（混联式浆液处置系统）。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种铝电解大修废阴极处理装置，包括制粉浆系统和浆液处置系统，制粉浆系统包括原料仓1、给料机2、磨粉机3、粗粉分离器4和浆液槽5，原料仓1的出口连接到给料机2的进料口，给料机2的出料口连接到磨粉机3的进料口，磨粉机3的出料口连接到粗粉分离器4的进料口，粗粉分离器4的粗粉出料口连接到磨粉机3的进料口，粗粉分离器4的细粉出料口连接到浆液槽5的进料口，浆液槽5的出料管连接到浆液处置系统，浆液处置系统除去无机氟化物和氰化物及杂质，浆液槽5的出料管安装有浆液泵6；浆液处置系统包括阳离子交换器7、阴离子交换器8和阴阳离子混合交换器9，阳离子交换器7的进料口连接到浆液泵6的出料口，阳离子交换器7的出料口连接到阴离子交换器8的进料口，阴离子交换器8的出料口连接到阴阳离子混合交换器9的进料口，阳离子交换器7、阴阳离子混合交换器9的酸溶液进入口连接有酸喷射器10，实现酸溶液与浆液进行离子交换；阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9的碱溶液进入口连接有碱喷射器11，实现碱溶液进入阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换。

在原料仓1的铝电解大修废阴极经给料机2送至磨粉机3制成粉状物料，其后进入粗粉分离器4，经分离后的大粒径物料返回磨粉机3，细粉物料进入浆液槽5制成浆液。制成的浆液经浆液泵6输送至浆液处置系统；在浆液处置系统，浆液经串联的阳离子交换器7、阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9，去除无机氟化物和氰化物及杂质，其中，酸溶液经酸喷射器10进入阳离子交换器7、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换；碱溶液经碱喷射器11进入阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换。

实施例2：如图2所示，一种铝电解大修废阴极处理装置，包括制粉浆系统和浆液处置系统，制粉浆系统包括原料仓1、给料机2、磨粉机3、粗粉分离器4和浆液槽5，原料仓1的出口连接到给料机2的进料口，给料机2的出料口连接到磨粉机3的进料口，磨粉机3的出料口连接到粗粉分离器4的进料口，粗粉分离器4的粗粉出料口连接到磨粉机3的进料口，粗粉分离器4的细粉出料口连接到浆液槽5的进料口，浆液槽5的出料管连接到浆液处置系统，浆液槽5的出料管安装有浆液泵6；浆液处置系统包括阳离子交换器）、阴离子交换器8和阴阳离子混合交换器9，阳离子交换器7和阴离子交换器8的进料口均连接到浆液泵6的出料口，阳离子交换器7和阴离子交换器8的出料口连接到阴阳离子混合交换器9的进料口，阳离子交换器7、阴阳离子混合交换器9的酸溶液进入口连接有酸喷射器10，实现酸溶液与浆液进行离子交换；阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9的碱溶液进入口连接有碱喷射器11，实现碱溶液进入阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换。

在原料仓1的铝电解大修废阴极经给料机2送至磨粉机3制成粉状物料，其后进入粗粉分离器4，经分离后的大粒径物料返回磨粉机3，细粉物料进入浆液槽5制成浆液。制成的浆液经浆液泵6输送至浆液处置系统；在浆液处置系统，浆液经混联的阳离子交换器7、阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9，去除无机氟化物和氰化物及杂质，其中，酸溶液经酸喷射器10进入阳离子交换器7、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换；碱溶液经碱喷射器11进入阴离子交换器8、阴阳离子混合交换器9与浆液进行离子交换。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。