专利名称：一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法
技术领域：
一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，涉及一种电解铝生产过程 中废弃的电解槽内衬(废槽衬)，特别是包括废阴极炭块、废耐火材料在内的所 有废槽衬的无害化处理方法。
背景技术：
废槽衬是H-H电解法生产金属铝工艺过程中不可避免的固体废物，由于长 期受高温电解质和铝液的侵蚀和渗透，废槽衬含有大量的可溶氟化物(约 2000-4000mg/L)和氰化物(约10-15mg/L)，露天堆放污染大气和地表水源，填 埋处理污染土壤和地下水，严重危害人类健康和动植物生长。废槽衬的污染问 题已成为影响铝工业健康协调可持续发展的重要问题之一。
关于铝电解槽废槽衬的无害化处理，以往研究较多的是湿法技术。采用湿 法技术处理废槽衬，可回收部分碳粉和氟化盐，但湿法技术存在其无法克服的 技术难题(1)相当一部分污染物从固体废物转移到废水，处理后废水含F—浓 度高，无法达标排放，造成二次污染；(2)设备腐蚀严重，析出的HF和HCN气 体对操作人员危害极大；(3)只能用于处理废阴极炭块，无法处理全部废槽衬。 因此湿法处理技术解决不了废槽衬的污染问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述己有技术在处理铝电解槽废槽衬中存在的不 足，提供一种使废槽衬完全无害化、易于工业实施的以煤为催化剂处理铝电解 槽废槽衬的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，其特征在于其处理过程包 括(1)将废槽衬破碎成粒度小于2mm的颗粒料；(2)在废槽衬中配入粒度小 于2mm的煤、石灰石和粉煤灰，混和均匀；(3)将混合料在850°C-115(TC温度 下，焙烧60-120min; (4)焙烧烟气进入干法净化系统回收HF;焙烧处理后的 固体料用作水泥原料或填土材料。
本发明的一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，焙烧过程发生的 主要反应为C(NaF)+02—NaF+C02; 2NaCN+(2X+5)/202—Na20+2C02+2N0X;CaC03—Ca0 + C02; 2Ca0 + Si02—Ca2Si04; 2NaF + CaO + 2Si02 + A1203—CaF2 + 2NaAlSi04; 2NaF + 3CaO + Si02+11A1203—Ca2Si04 CaF2 + 2NaAU;其中反应 C(NaF) +02—NaF+C02是焙烧过程的控制步骤。
本发明的一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，其特征在于煤配 入量为废槽衬重量的1%-15%。配入的煤可以是任何种类、着火点小于63(TC的 煤。煤的作用是作为焙烧过程中碳燃烧反应的催化剂，利用煤的易燃性和较低 着火点，加速碳的燃烧反应。
本发明的一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，其特征在于石灰 石配入量为废槽衬重量的20%-60%，石灰石中Ca0含量〉52。/。；粉煤灰配入量为 废槽衬重量的5%—45%，粉煤灰可以是任何种类、含水量小于2%的粉煤灰。
本发明的废槽衬无害化处理方法，原料来源广、价格低，操作简便、易于 工业化。特别是以煤为焙烧催化剂，加快了反应速度；添加剂采用工业废料粉 煤灰，降低了处理成本。通过焙烧处理有效除去废槽衬的可溶氟化物和氰化物， 回收的固体料和外排烟气中有害物质含量低于国家标准规定的限值，处理过程 中无"三废"外排。
具体实施例方式
一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，其外理过程包括(1)将废 槽衬剔除阴极钢棒后破碎成粒度小于2mm的颗粒料；(2)在废槽衬中配入粒度 小于2皿的煤、石灰石和粉煤灰，煤配入量为废槽衬重量的1%-15%，石灰石配 入量为废槽衬重量的20%-60%，粉煤灰配入量为废槽衬重量的5%_45%，混和均 匀；(3)混合料进行焙烧处理，焙烧温度85(TC-115(rC,焙烧时间60-120min; (4)焙烧烟气进入电解厂干法净化系统回收HF;焙烧处理后的固体料用作水泥 原料或填土材料。
本发明的废槽衬处理方法，以煤为焙烧催化剂，以石灰石和粉煤灰为反应 添加剂，采用回转窑或类似设备进行逆流焙烧处理，焙烧烟气直接进入电解厂 干法净化系统回收HF，使废槽衬无害化的方法。处理后可使废槽衬中可溶氟化 物含量下降95%以上，氰化物含量下降99%以上，消除了废槽衬的污染，固体料 可用作水泥原料或填土材料。
下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。
实施例l
焙烧原料中配入废槽衬1000克，煤10克，石灰石200克，粉煤灰450克，四种物料均为小于2mm的颗粒料，将四种物料混合均匀，加入回转窑或类似设 备中进行逆流焙烧处理，焙烧温度控制1150°C，焙烧时间60min，焙烧烟气直 接进入电解厂干法净化系统。回收的固体料中可溶氟含量为65.5mg/L，氰化物 含量为0. 017mg/L，固体料和外排烟气中有害物质含量低于国家排放标准限值。 实施例2
焙烧原料中配入废槽衬1000克，煤150克，石灰石600克，粉煤灰50克， 四种物料均为小于2皿的颗粒料，将四种物料混合均匀，加入回转窑或类似设 备中进行逆流焙烧处理，焙烧温度控制850°C，焙烧时间120min，焙烧烟气直 接进入电解厂干法净化系统。回收的固体料中可溶氟含量为40.5mg/L，氰化物 含量为0. 0083mg/L，固体料和外排烟气中有害物质含量低于国家排放标准限值。
实施例3
焙烧原料中配入废槽衬1000克，煤80克，石灰石400克，粉煤灰250克， 四种物料均为小于2mm的颗粒料，将四种物料混合均匀，加入回转窑或类似设 备中进行逆流焙烧处理，焙烧温度控制IOO(TC，焙烧时间90min，焙烧烟气直 接进入电解厂干法净化系统。回收的固体料中可溶氟含量为46.3mg/L，氰化物 含量为0. 0097mg/L，固体料和外排烟气中有害物质含量低于国家排放标准限值。
权利要求
1.一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，其特征在于其处理过程包括(1)将废槽衬破碎成粒度小于2mm的颗粒料；(2)在废槽衬中配入粒度小于2mm的煤、石灰石和粉煤灰，混和均匀；(3)将混合料在850℃-1150℃温度下，焙烧60-120min；(4)焙烧烟气进入干法净化系统回收HF；焙烧处理后的固体料用作水泥原料或填土材料。
2. 根据权利要求1所述的一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法， 其特征在于煤配入量为废槽衬重量的1%_15%。
3. 根据权利要求1所述的一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法， 其特征在于石灰石配入量为废槽衬重量的20%-60%，石灰石中CaO含量〉52%; 粉煤灰配入量为废槽衬重量的5%—45%，粉煤灰可以是任何种类、含水量小于 2%的粉煤灰。
全文摘要
一种以煤为催化剂处理铝电解槽废槽衬的方法，涉及一种铝电解生产过程中废弃的电解槽内衬(废槽衬)，特别是包括废阴极炭块、废耐火材料在内的所有废槽衬的无害化处理方法。其特征在于其处理过程包括(1)将废槽衬破碎成粒度小于2mm的颗粒料；(2)在废槽衬中配入粒度小于2mm的煤、石灰石和粉煤灰，混和均匀；(3)将混合料在850℃-1150℃温度下，焙烧60-120min；(4)焙烧烟气进入干法净化系统回收HF；焙烧处理后的固体料用作水泥原料或填土材料。本发明的方法，使废槽衬中可溶氟化物含量下降95％以上，氰化物含量下降99％以上，回收的固体料和外排烟气中有害物质含量低于国家标准规定的限值，固体料可用作水泥原料或填土材料。
文档编号C04B7/00GK101306798SQ20081011544
公开日2008年11月19日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者罗钟生, 淋 赵, 陈喜平 申请人:中国铝业股份有限公司