本实用新型涉及电解铝回收处理技术领域，具体涉及一种电解铝废阴极的无害化处置系统。
背景技术：
现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。
据统计，每生产和铸造一吨铝，大约产生二十多公斤废阴极，2013年，我国原铝产量达2100万吨，约占全球总产量的45%，产生废旧碳阴极排放量达40万吨。电解铝废阴极炭块属于国家监控排放和处理的危险固体废弃物，一般含有C、NaF、Na3AIF6、CaF2、Al2O3，含C约为50%～70%，电解氟化物约50%～30%，氰化物约为0.2%。
电解铝固体废弃物的危害，主要是在于含有大量的可溶性的氟化物和氰化物，而目前铝厂普遍采用的是填埋，堆存的方法处理这些固体废弃物，而其所含的可溶性氟化物及氰化物会通过风吹，日晒，雨淋的作用转移或挥发进入大气，或随雨水混入江河，渗入地下污染土壤和地下水，一般会对动植物及人体会产生很大损害，如不及时进行无害化处理，其危害是长期的。
目前，对废阴极碳块的处理主要有焙烧法、浮选法和硫酸分解法，这些方法可以回收废阴极碳块中的一部分电解质和碳粉。但浮选法和硫酸分解法无法去除废阴极碳块中的氰化物，氰化物和部分氟化物进入废液易造成二次污染；采用焙烧法将废阴极碳块中的碳作为燃料回收，燃烧产生的热量难以有效利用，造成大量的能源浪费，且无法达到焙烧过程中的严格温度控制的要求。针对现有的废阴极碳块回收方法回收率低、能源浪费严重、回收成本高的问题，研究一种高效、节能、环保的电解铝废阴极碳块资源化处理设备是刻不容缓的。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能耗低、环境友好的电解铝废阴极的无害化处置系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
设计一种电解铝废阴极的无害化处置系统，包括原料预处理单元、依次对接的立式旋风炉、除尘装置、尾气净化装置；所述原料预处理单元包括依次对接的送料机构、颚式破碎机、缓冲料箱、振动给料器、球磨机、斗式提升机，所述斗式提升机的下料口对应于所述立式旋风炉的储料箱，以供给立式旋风炉预处理合格的废阴极粉料；所述立式旋风炉包括炉本体、燃烧器和热交换器，所述炉本体包括储料箱、炉膛，所述炉膛含旋风入口、排烟管道及出料口，在所述热交换器上设置有对应的空气入口、热气出口、高温烟气进口和低温尾烟出口，所述热气出口连通于所述炉膛的旋风入口，所述高温烟气进口与所述炉膛的排烟管道相连通；所述低温尾烟出口对接所述尾气净化装置；所述除尘装置包括除尘器、引风机及对应的收集管道，用于收集处理各环节所产生的粉尘。
优选地，在所述颚式破碎机与缓冲料箱之间、球磨机与斗式提升机之间均设置有对应的皮带输送机，用以实现被处理物料的自动转运。
优选地，在位于所述颚式破碎机与缓冲料箱之间的皮带输送机上设置有除铁器。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果在于：
1. 原料预处理单元设置合理，能实现自动化的生产，降低操作人员的劳动强度，提高生产效率。
2.能够实现废阴极碳块中电解质的高纯度回收；粉料中碳粉燃烧产生的大量热能被高效应用，降低了生产能耗、避免了能源的浪费。
3.立式旋风炉燃烧后排出的废气通过除尘器进行无害化处理，确保不污染环境，实现清洁生产。
4.该处置系统操作使用简便、节能环保，能够实现废阴极碳块的资源化回收利用，对于电解铝生产领域降低固废物处理成本有着重要的作用。
附图说明
图1为一种电解铝废阴极无害化处理系统的结构示意图。
图2图1中立式旋风炉的结构示意图。
图3为图1中热交换器的管道连接示意图。
其中，1为第一皮带输送机、2为颚式破碎机、3为除铁器、4为第二皮带输送机、5为缓冲料箱、6为振动给料器、7为球磨机、8为第三皮带输送机、9为斗式提升机、10为立式旋风炉、11为成品料箱、12为除尘器、13为引风机、14为鼓风机、15为储料箱、16为进料阀、17为炉膛、18为出料口、19为热交换器、20为空气入口、21为热气出口、22为燃烧器、23为高温烟气进口、24为低温尾烟出口、25为燃烧器进风口、26为燃气进口、27为出料口、28为旋风入口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但下列实施例只是用来详细说明本实用新型的实施方式，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
在以下实施例中所涉及的仪器、设备及原料如无特别说明，均为常规产品；所涉及的方法步骤则均为常规方法步骤。
实施例1：一种电解铝废阴极的无害化处置系统，参见图1、图2、图3，包括原料预处理单元、依次对接的立式旋风炉、除尘装置；所述原料预处理单元包括依次对接的第一皮带输送机1、颚式破碎机2、第二皮带输送机4、缓冲料箱5、振动给料器6、球磨机7、第三皮带输送机8、斗式提升机9，在第二皮带输送机4上设置有除铁器3，所述斗式提升机9的下料口对应于所述立式旋风炉10的储料箱15，以供给立式旋风炉10预处理合格的废阴极粉料；所述立式旋风炉10包括炉本体、燃烧器22和热交换器19，所述炉本体包括储料箱15、炉膛17，所述炉膛17设有对应的旋风入口28、排烟管道及出料口27，在所述热交换器19上设置有对应的空气入口20、热气出口21、高温烟气进口23和低温尾烟出口24，所述热气出口21连通于所述炉膛的旋风入口28，所述高温烟气进口23与所述炉膛的排烟管道相连通；所述低温尾烟出口24对接所述尾气净化装置；所述除尘装置包括除尘器、引风机及对应的收集管道，用于收集处理各环节所产生的粉尘。
上述电解铝废阴极的无害化处置系统操作使用方法如下：
第一皮带输送机1将待处理废阴极炭块输送至颚式破碎机2，破碎后经由第二皮带输送机4将料块输送至缓冲料箱5，第二皮带输送机4上安装有除铁器3，将料块内含有的碎铁去除；振动给料机6根据球磨机7的需求，将缓冲料箱5内的物料输送至球磨机7，由球磨机7将料块研磨成50～200目的粉料，然后由第三皮带输送机8将粉料输送至斗式提升机9的料斗，斗式提升机9根据立式旋风炉10的需求进行粉料输送，在立式旋风炉10中添加助燃剂使该粉料中的碳粉充分燃烧（炉膛温度一般控制在750～800℃之间，炉膛压力控制在-10～10Pa之间），粉料在炉膛中燃烧所产生的热能通过热交换器19，其中一部分热能为旋风炉二次风提供预热，其余的热能还可以转化为电解铝生产过程中其它焙烧环节所需的预热能源；粉料中的碳粉充分燃烧后从立式旋风炉出料口排出固态粉状电解质进入到成品料箱11；从热交换器19排出的低温尾烟直接或经电解预热利用后，进入尾气净化装置，将废气中所含的氟化物进行回收利用后排放。
上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。