铝电解炭渣生产再生电解质装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种铝电解炭渣生产再生电解质的装置及方法，装置包括依次连接的分拣平台、炭渣料仓、破碎装置、第一磁选装置、球磨装置、浮选槽、第二磁选装置、澄清池、给料装置、烘干装置、第三磁选装置、中频炉、除尘装置和烟囱，浮选槽上还依次连有碳粉池、压滤装置和碳粉仓，中频炉上连有再生电解质仓；方法包括：a、原料分拣；b、炭渣破碎；c、球磨；d、浮选；e、烘干；f、再生电解质精炼；g、尾气处理；本发明方法将炭渣进行分选，成为可利用的有价资源，基本没有新的工业废渣产生；流程简单，处理成本低，易于工业化应用，整个过程中生产用水全部循环使用，无污染性气体排出，是一种极具推广价值的全新炭渣处理和综合利用的方法。
【专利说明】铝电解炭渣生产再生电解质装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及废弃物再利用【技术领域】，具体来说是一种利用铝电解炭渣生产再生电解质的装置及方法。
【背景技术】
[0002]铝工业是国民经济发展的重要基础原材料产业，我国是世界第一大产铝国和铝消费国。在铝电解过程中铝电解槽炭渣(简称炭渣)的产生是不可避免的。粗略计算，每生产It原铝就要产生5?IOkg炭渣，按2011年国内电解铝产能达到了 2550万吨，则全国每年大概产生炭渣1.3?2.5万吨。捞出的炭渣中含有大量电解质，约70%左右，其中主要是冰晶石。炭渣中的炭和电解质都是铝电解工业所用的宝贵原料。然而我国很多铝厂未能对炭渣进行综合利用，而是将槽内炭渣捞出后作为废物丢弃，多年来捞出的炭渣堆积如山，经风吹日晒，炭渣中的氟化物不断分解排放，对生产生活环境造成严重影响。由此既造成物料浪费，又污染环境，其中的氟化物渗入地下会污染水源。如何有效回收炭渣中的氟化盐，是铝电解生产企业急需解决的问题。
[0003]目前国内外工业上主要采用浮选法或燃烧法将炭渣中的氟化盐予以回收。其中燃烧法只能回收炭渣中的氟化盐，而其中的碳在高温下烧掉了，该处理方法缺点是能耗高，不能回收碳，且大量含氟随烟尘排出，对环境造成污染严重。
[0004]现有的炭渣的浮选法工艺采多采用磨料-浮选工艺，对溢流炭粉一般采用沉降-捞出-风干的工艺；底流电解质一般为沉降-捞出-风干工艺，也有采用浓缩-过滤-风干工艺的。其主要问题在于:
[0005]1、生产效率低，炭粉沉降、捞出和风干三个工序均耗时长，自动化程度低，不利于大规模批量生产；
[0006]2、由于传统浮选法生产炭粉产品和再生电解质产品中均含有大量氟，属毒害性较强物质；传统堆放和风干工艺占地面积大，在运输、堆放、风干过程中易发生的飞扬、渗漏等问题，对环境造成较大威胁，同时使产品炭粉和再生电解质也易被飞扬的灰尘污染，造成质量下降。
[0007]3、回收产品中，回收的炭粉产品中含氟等各种杂质含量一般大于7%，质量远不能满足碳素制品的原料需求，后继处理难度大；回收的再生电解质产品中含碳量也通常大于3%，含硅含铁也超过国家冰晶石产品标准，加入电解槽后对铝电解生产危害较大；
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对上述技术存在的问题，提供一种铝电解炭渣生产再生电解质装置及方法。
[0009]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种铝电解炭渣生产再生电解质装置，包括依次连接的分拣平台、炭渣料仓、破碎装置、第一磁选装置、球磨装置、浮选槽、第二磁选装置、澄清池、给料装置、烘干装置、第三磁选装置、中频炉、除尘装置和烟?，所述的浮选槽上还依次连有碳粉池、压滤装置和碳粉仓，所述的中频炉上连有再生电解质仓。
[0010]进一步的，所述浮选槽与澄清池之间设有回水管，所述浮选槽与压滤机之间设有回水管。
[0011]进一步的，所述给料装置为圆盘给料装置，所述烘干装置为滚筒烘干机，所述除尘装置为布袋除尘器，所述压滤装置为板框压滤机。
[0012]本发明的另一目的是提供一种铝电解炭渣生产再生电解质方法，包括如下步骤:
[0013]a、原料分拣:将炭渣中混有的杂物在分拣平台进行分拣；
[0014]b、炭渣破碎:分选后的炭渣喷水使其潮湿，加入到炭渣料仓存储，然后经过破碎装置使其破碎到粒径不大于40_的碎块，碎块进入第一磁选装置中进行磁选除铁后进入球磨装置；
[0015]C、球磨:破碎后的炭洛进入球磨装置，同时加入水和煤油，经过球磨装置磨细成为矿浆进入浮选槽；
[0016]d、浮选:矿浆流进浮选槽进行浮选，浮选包括两次粗选、两次扫选、四次精选，初选时边搅拌边分别加入浮选剂，扫选后的底流经过精选后底流经第二磁选装置除铁后流入澄清池沉淀后得到再生电解质；
[0017]粗选、扫选和精选后浮出的溢流碳粒则流入碳粉池中，碳粉池沉降后送入压滤装置，进行压滤得到滤干的碳粉，堆放到碳粉仓，过滤水则返回浮选作业；
[0018]e、烘干:经浮选得到的底流电解质经第二磁选装置磁选除铁后进入澄清池，沉降后电解质送入给料装置再 进入烘干装置进行烘干；
[0019]f、再生电解质精炼:经过烘干装置烘干后的电解质经第三磁选装置进一步除铁后，送到中频电炉进行精炼，使电解质中碳粉及其他杂质燃烧完全，捞去上层漂浮物，得到再生电解质熔体，铸模冷却，得到再生电解质成品，堆放到再生电解质产品仓；
[0020]g、尾气处理:烘干装置和中频炉产生的烟气通过除尘装置进行除尘，达到环保排放要求，通过环保烟?进行排放。
[0021]进一步的,所述步骤c中磨细后炭洛粒度为1.0~4.5mm,所述加入水的量与炭洛的比例为1:2，所述加入煤油的量与炭渣比例为0.2~0.85kg/t。
[0022]进一步的,所述步骤d中浮选剂由松节油和煤油组成,松节油与炭洛比例为0.1~1.4kg/t，煤油与炭渣比例为0.4~1.65kg/t。
[0023]与现有技术相比，本发明的有益技术效果是:
[0024](I)本发明方法将炭渣进行分选，成为可利用的有价资源，基本没有新的工业废渣产生；流程简单，处理成本低，易于工业化应用，整个过程中生产用水全部循环使用，无污染性气体排出，是一种极具推广价值的全新炭渣处理和综合利用的方法；
[0025](2)利用铝电解产生的危险废弃物-炭渣，生产出可用资源，即消除炭渣造成的
环境威胁，又实现了循环经济，并且无污染排放，具有良好的环境效益、经济效益和社会效.、
[0026](3)再生电解质可替代氟化盐用于铝电解生产，可降低铝电解生产成本，因此具有极大的市场需求和广阔的市 场发展空间。
【专利附图】
【附图说明】[0027]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1是本发明的设备流程示意。
【具体实施方式】
[0029]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030]如图1所示一种铝电解炭渣生产再生电解质装置，包括依次连接的分拣平台1、炭渣料仓2、破碎装置3、第一磁选装置4、球磨装置5、浮选槽6、第二磁选装置7、澄清池8、给料装置9、烘干装置10、第三磁选装置11、中频炉12、除尘装置13和烟囱14，浮选槽6上还依次连有碳粉池15、压滤装置16和碳粉仓17，中频炉12上连有再生电解质仓18。
[0031]其中，浮选槽6与澄清池8之间设有回水管，浮选槽6与压滤装置16之间设有回水管，回水管的作用是将澄清池8和压滤装置16的水回流至浮选槽6中，起到节约用水的作用。
[0032]本实施实例中，给料装置9为圆盘给料装置，烘干装置10为滚筒烘干机，除尘装置13为布袋除尘器，压滤装置16为板框压滤机；
[0033]利用上述铝电解炭渣生产再生电解质设备生产再生电解质的方法，包括如下步骤:
[0034]a、原料分拣:将炭渣中混有的杂物在分拣平台I进行分拣，杂物包含包装袋、破布、砖块、木材、钢丝金属件或/和铝渣中其中的一种或多种；
[0035]b、炭渣破碎:分选后的炭渣喷水使其潮湿，加入到炭渣料仓2存储，然后经过破碎装置3使其破碎到粒径不大于40_的碎块，碎块进入第一磁选装置4中进行磁选除铁后进入球磨装置；
[0036]C、球磨:破碎后的炭渣进入球磨装置5，同时加入水和煤油，加入水的量与炭渣的比例为1: 2，加入煤油量与炭渣的比例0.2?0.85kg/t，经过球磨装置5磨细成为矿浆进入浮选槽6，磨细后炭渣粒度为1.0?4.5mm ;
[0037]d、浮选:矿浆流进浮选槽6进行浮选，浮选包括两次粗选、两次扫选、四次精选，初选时边搅拌边分别加入浮选剂，浮选剂由松节油和煤油组成，松节油与炭渣比例为0.1?
1.4kg/t，煤油与炭渣比例为0.4?1.65kg/t，扫选后的底流经过精选后底流经第二磁选装置7除铁后流入澄清池8沉淀后得到再生电解质；
[0038]粗选、扫选和精选后浮出的溢流碳粒则流入碳粉池15中，碳粉池15沉降后送入压滤装置16，进行压滤得到滤干的碳粉，堆放到碳粉仓17，过滤水则返回浮选作业；
[0039]e、烘干:经浮选得到的底流电解质经第二磁选装置7磁选除铁后进入澄清池，沉降后电解质送入给料装置9再进入烘干装置10进行烘干；
[0040]f、再生电解质精炼:经过烘干装置9烘干后的电解质经第三磁选装置11进一步除铁后，送到中频炉12进行精炼，使电解质中碳粉及其他杂质燃烧完全，捞去上层漂浮物，得到再生电解质熔体，铸模冷却，得到再生电解质成品，堆放到再生电解质产品仓18中；
[0041]g、尾气处理:烘干装置9和中频炉12产生的烟气通过除尘装置13进行除尘，达到环保排放要求，通过环保烟? 14进行排放。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.铝电解炭渣生产再生电解质装置，其特征在于，包括依次连接的分拣平台(I)、炭渣料仓(2)、破碎装置(3)、第一磁选装置(4)、球磨装置(5)、浮选槽(6)、第二磁选装置(7)、澄清池(8)、给料装置(9)、烘干装置(10)、第三磁选装置(11)、中频炉(12)、除尘装置(13)和烟? (14)，所述的浮选槽(6)上还依次连有碳粉池(15)、压滤装置(16)和碳粉仓(17)，所述的中频炉(12)上连有再生电解质仓(18)。
2.根据权利要求1所述铝电解炭渣生产再生电解质装置，其特征在于，所述浮选槽(6)与澄清池(8)之间设有回水管，所述浮选槽(6)与压滤装置(16)之间设有回水管。
3.根据权利要求1?2任一项所述铝电解炭渣生产再生电解质装置，其特征在于，所述给料装置(9)为圆盘给料装置，所述烘干装置(10)为滚筒烘干机，所述除尘装置(13)为布袋除尘器，所述压滤装置(16)为板框压滤机。
4.铝电解炭渣生产再生电解质方法，其特征在于，包括如下步骤: a、原料分拣:将炭渣中混有的杂物在分拣平台进行分拣； b、炭渣破碎:分选后的炭渣喷水使其潮湿，加入到炭渣料仓存储，然后经过破碎装置使其破碎到粒径不大于40_的碎块，碎块进入第一磁选装置中进行磁选除铁后进入球磨装置； C、球磨:破碎后的炭洛进入球磨装置，同时加入水和煤油，经过球磨装置磨细成为矿衆进入浮选槽； d、浮选:矿浆流进浮选槽进行浮选，浮选包括两次粗选、两次扫选、四次精选，初选时边搅拌边分别加入浮选剂，扫选后的底流经过精选后底流经第二磁选装置除铁后流入澄清池沉淀后得到再生电解质； 粗选、扫选和精选后浮出的溢流碳粒则流入碳粉池中，碳粉池沉降后送入压滤装置，进行压滤得到滤干的碳粉，堆放到碳粉仓，过滤水则返回浮选作业； e、烘干:经浮选得到的底流电解质经第二磁选装置磁选除铁后进入澄清池，沉降后电解质送入给料装置再进入烘干装置进行烘干； f、再生电解质精炼:经过烘干装置烘干后的电解质经第三磁选装置进一步除铁后，送到中频电炉进行精炼，使电解质中碳粉及其他杂质燃烧完全，捞去上层漂浮物，得到再生电解质熔体，铸模冷却，得到再生电解质成品，堆放到再生电解质产品仓； g、尾气处理:烘干装置和中频炉产生的烟气通过除尘装置进行除尘，达到环保排放要求，通过环保烟?进行排放。
5.根据权利要求4所述铝电解炭渣生产再生电解质方法，其特征在于，所述步骤c中磨细后炭渣粒度为1.0?4.5_，所述加入水的量与炭渣的比例为1:2，所述加入煤油的量与炭渣比例为0.2?0.85kg/t。
6.根据权利要求4所述铝电解炭渣生产再生电解质方法，其特征在于，所述步骤d中浮选剂由松节油和煤油组成，松节油与炭洛比例为0.1?1.4kg/t,煤油与炭洛比例为0.4?.1.65kg/t。
【文档编号】B09B5/00GK103949460SQ201410155348
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月17日 优先权日:2014年4月17日
【发明者】周子新, 刘成, 张劲辉, 张加杰, 李文亮 申请人:建水德福再生资源利用有限公司