一种基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铝电解废槽衬处理技术，尤其涉及一种基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法，包括废阴极碳、石墨内衬等在内的铝电解生产过程中废弃的所有电解槽内衬。
【背景技术】
[0002]生产每吨原铝，就要产生30kg?50kg废槽衬。废槽衬因含有大量可溶性的氟化物、有毒的氰化物等危害元素而被列入国家危险废物名录，若处置不当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。因此，废槽衬的无害化处理与处置显得十分必要和紧迫。因湿法处理技术存在氟化钠与石灰水的反应缓慢、反应不彻底的问题以及作业现场因为HCN等气体的析出而存在安全隐患，所以目前处理废槽衬的主要方法是焚烧法，氰化物能实现分解，但是氟化物含量较高，难以一次性彻底实现固化转化，焚烧残渣仍具有一定的环境风险和隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005 ]本发明的基于F-S i化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法，包括步骤:
[0006]A、将废槽衬进行破碎处理，破碎成粒径小于15mm的颗粒；
[0007]B、将破碎后的废槽衬置入装有热感应装置的金属固化罐中，通过加热装置进行中温煅烧加热，并将所产生的灰尘封闭在固化罐中，控制温度750?850°C，保温2?3.5小时，以实现废槽衬炭质成份的燃烧产能和氰化物的热解无害化；
[0008]C、中温煅烧过后，向金属固化罐中配入废槽衬重量0.8?2.0倍的玻璃类物质作为固化剂；
[0009]D、继续煅烧，升温至1050?1200°C，保温2?4小时，以使加入的玻璃类物质与废槽衬初步煅烧残渣的混合物达到熔融状态；
[0010]E、在受控条件下，熔融的玻璃态混合物从金属固化罐中流入接受容器，经退火/淬火后便得到含有废槽衬氟化物的玻璃固化体。
[0011]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基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法，在一般焚烧技术(温度低于900°C)焚烧炭质材料产生能源、焚毁分解氰化物的基础上，以废弃玻璃制品作为反应剂，采用玻璃化技术将铝电解废槽衬中可溶性氟化物彻底固定于玻璃体结构中，降低氟化物的活性，最终形成的玻璃态残渣具有较强的稳定性，且体积较小，易于储存和转移，可用作为建材使用或作为一般固体废物填埋处理。
【附图说明】
[0012]图1为本发明实施例提供的基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法的流程示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0014]本发明的基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法，其较佳的【具体实施方式】是:
[0015]包括步骤:
[0016]A、将废槽衬进行破碎处理，破碎成粒径小于15mm的颗粒；
[0017]B、将破碎后的废槽衬置入装有热感应装置的金属固化罐中，通过加热装置进行中温煅烧，并将所产生的灰尘封闭在固化罐中，控制温度750?850°C，保温2?3.5小时，以实现废槽衬炭质成份的燃烧产能和氰化物的热解无害化；
[0018]C、中温煅烧过后，向金属固化罐中配入废槽衬重量0.8?2.0倍的玻璃类物质作为固化剂；
[0019]D、继续煅烧，升温至1050?1200°C，保温2?4小时，以使加入的玻璃类物质与废槽衬初步煅烧残渣的混合物达到熔融状态；
[0020]E、在受控条件下，熔融的玻璃态混合物从金属固化罐中流入接受容器，经退火/淬火后便得到含有废槽衬氟化物的玻璃固化体。
[0021 ]所述步骤B中，中温煅烧过程中将所产生的灰尘封闭在金属固化罐中，焚烧后底灰的有机物含量小于I %。
[0022]将灰尘封闭在金属固化罐中，一是实现了对燃烧烟气的净化，二是封闭在焚化炉中的灰尘能强化对可溶性氟化物的固化、稳定化。
[0023]所述步骤B中，中温煅烧阶段温度的选择，一是根据实现废槽衬氰化物的分解和炭质成份的充分燃烧以形成灰份，二是要保持低于5mm Hg的氟蒸气压力，以实现氟化物的最小挥发量。
[0024]所述步骤C中，向金属固化罐中配入的玻璃类物质包括以下任一种或多种:
[0025]废弃玻璃渣、碎玻璃、砂子、煤矸石、粉煤灰、高岭土、页岩。
[0026]所述步骤C中，使S1:Na元素的摩尔比大于1.5。
[0027]本发明的基于F-Si化学键处理铝电解废槽衬的玻璃固化稳定化方法，在一般焚烧技术(温度低于900°C)焚烧炭质材料产生能源、焚毁分解氰化物的基础上，以废弃玻璃制品作为反应剂，采用玻璃化技术将铝电解废槽衬中可溶性氟化物彻底固定于玻璃体结构中，降低氟化物的活性，最终形成的玻璃态残渣具有较强的化学稳定性和机械抗性，且体积较小，易于储存和转移，可用作建材使用或作为一般固体废物进行填埋处理，或作为涂层材料用于建筑、道路或热机行业。
[0028]本发明通过F-Si化学键将可溶性氟化物稳定在玻璃晶格内固定不动，是物理稳定和化学稳定的共同作用，通过控制热处理过程，将玻璃固化体转化为玻璃晶格，常见的为:Ca0.Si02、Ca0.Mg0.2Si02、Ca0.Al2O3.2Si02、Na20.Al2O3.2Si02、Fe203、Fe304o
[0029]具体实施例:
[0030]如图1所示，其处理过程依次为:(I)将废槽衬进行破碎处理，破碎成粒径小于15mm的颗粒；(2)将破碎后的废槽衬置入装有热感应装置的金属固化罐中，通过加热装置进行加热煅烧，并将所产生的灰尘封闭在固化罐中，控制温度750?850°C，保温2?3.5小时，以实现废槽衬炭质成份的燃烧产能和氰化物的