移动式铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用系统的制作方法

本发明涉及一种废阴极炭块处理及利用系统，尤其涉及一种移动式铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用系统，它属于铝电解技术领域。

背景技术：

电解铝废阴极炭块是电解铝生产过程中不可避免的固体废弃物，吨铝排放量为5-10kg，废阴极里面氟化物含量通常在30-40%，氰化物含量通常在100ppm。按照《危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别》gb5085.3，废阴极中氟离子含量约1000-5000mg／l，氰化物的含量10-30mg/l，均严重超标（标准中有关无机氟化物的限值为100mg/l,氰化物（cn^-）的限值5mg/l），属于危险废物（按《国家危险废物名录》，危险废物代码331-023-48），直接排放会造成环境的严重污染。2016年电解铝产量3187万吨左右，已经连续16年电解铝产量处于世界第一，约为我国有色金属总产量的50%。按照每吨原铝产生5～10kg废阴极炭块计算，2016年产生约15～30万吨废阴极炭块，约为全国危险废物排放量的1.5-3%。目前，国内外处置的主要方式是堆存或填埋，其次是燃烧，大部分企业没有无害化处置设施。随着新环保法的实施，电解铝废阴极炭块的无害化处置势在必行。

多年来，国内行业创新及科研团队进行了大量技术路径设计、研发，取得了多路径较为全面的局部成果，尤其“浮选工艺”湿法处理电解铝废阴极炭块在个别电解铝企业得到应用。经过市场调查，目前各处置工艺在无害化处理电解铝废阴极炭块过程中普遍存在处理成本较高、二次污染严重、再生物利用率低下，设备搬迁转场成本高等突出问题。所有电解铝企业没有成熟的电解铝废阴极炭块无害化处置及资源化利用技术，每年排放废阴极炭块没得到妥善处置。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动式铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用系统，目的是缩短工艺流程，减小体积，方便现场安装，方便整体维护，缩短工期，提高规范性，减少误差。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：移动式铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用系统，破碎单元的出口与仓储和输送单元的入口连接，煅烧单元的入口与仓储和输送单元的出口连接，煅烧单元的出口与炉渣冷却单元的入口相连，煅烧单元的出口与炉气回收治理单元的入口连接。

所述的破碎单元由第一移动橇体和设在第一移动撬体上的破碎设备构成；仓储和输送单元由第二移动橇体和设在第二移动撬体上的料仓和上料设备构成；煅烧单元炉的构成：炉气收集上盖下端与连续式高温炉上端连接，连续式高温炉下端与炉渣出料装置上端连接，煅烧单元的炉气收集上盖的入口与料仓和上料单元的出口连接，煅烧单元的炉渣出料装置的出口与炉渣冷却单元的入口连接，煅烧单元中炉气收集上盖和连续式高温炉安装在第三移动橇体上，煅烧单元的炉气收集上盖的出口与炉气处理单元的入口连接；炉渣冷却单元由第四移动橇体和设在第四移动撬体上的炉渣冷却设备构成；炉气回收治理单元由第五移动橇体和设在第五移动撬体上的炉气回收治理设备构成。

炉气回收治理设备出口与烟囱入口连接。

炉渣冷却单元设在煅烧单元的下方。

破碎单元上部与仓储和输送单元的下部连接，仓储和输送单元的上部与煅烧单元的顶部连接。

所述的煅烧单元的数量为至少1个，每套煅烧单元安装在自己的移动橇体上。

本发明的优点效果：

采用煅烧单元对废料进行高温煅烧，使废料中的氰化物分解挥发，氟化物挥发进入炉气，有效降低废阴极炭块的灰分，提高其石墨化纯度，可以作为具备石墨结构的高纯度炭材料（例如包括石墨化增炭剂、石墨碎、石墨负极材料、电解铝阴极的原料等）销售；含有氟化物的炉气根据其物理和化学性质回收治理达标排放。所有设备采用模块化设计，以功能单元为单位安装在各自移动橇体上，实现模块间的任意组合。本发明工艺流程短，体积小，现场安装方便，整体维护方便，工期短，规范性高，误差少。所有设备均以功能区域划分采用移动式模块化设计，移动模块均可移动转运，移动模块间可实现任意工艺路线自由组合，自由移动至产生危险废物的单位在其厂区（场所）内，进行利用或者处置。并配备在线监测系统，水、气污染物达标超低排放，环保达标，实现了全自动化操作，能够有效提高废阴极炭块的无害化处理效率和资源回收的最大化。本发明实现了完全无害化环保达标处理、移动模块可自由移动和自由组合，符合国家最新环境保护标准和技术规范要求。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、破碎设备；2、第一移动橇体；3、仓储和上料设备；4、第二移动橇体；5、炉气收集上盖；6、连续式高温炉体；7、炉渣出料装置；8、第三移动橇体；9、炉渣冷却设备；10、第四移动橇体；11、炉气回收治理设备；12、第五移动橇体；13、烟囱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。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。

如图1所示，本发明移动式铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用系统，破碎单元的出口与仓储和输送单元的入口连接，煅烧单元的入口与仓储和输送单元的出口连接，煅烧单元的出口与炉渣冷却单元的入口相连，煅烧单元的出口与炉气回收治理单元的入口连接。

所述的破碎单元由第一移动橇体2和设在第一移动撬体2上的破碎设备1构成；仓储和输送单元由第二移动橇体4和设在第二移动撬体4上的料仓和上料设备3构成；煅烧单元炉的构成：炉气收集上盖5下端与连续式高温炉6上端连接，连续式高温炉6下端与炉渣出料装置7上端连接，煅烧单元的炉气收集上盖5的入口与料仓和上料单元3的出口连接，煅烧单元的炉渣出料装置7的出口与炉渣冷却单元的入口连接，煅烧单元中炉气收集上盖5和连续式高温炉6安装在第三移动橇体8上，煅烧单元的炉气收集上盖5的出口与炉气处理单元的入口连接；炉渣冷却单元由第四移动橇体10和设在第四移动撬体10上的炉渣冷却设备9构成；炉气回收治理单元由第五移动橇体12和设在第五移动撬体12上的炉气回收治理设备11构成。

炉气回收治理设备11出口与烟囱13入口连接。

炉渣冷却单元设在煅烧单元的下方。

破碎单元上部与仓储和输送单元的下部连接，仓储和输送单元的上部与煅烧单元的顶部连接。

所述的煅烧单元的数量为1-10个，每套煅烧单元安装在自己的移动橇体上。

在以上是实施例中所涉及的仪器设备如无特殊说明，均为常规仪器设备；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。

使用上述实施例中的系统，将铝电解废阴极炭块无害化处理及资源化利用的方法包括下列步骤：破碎单元破碎：废阴极炭块通过铲车送入破碎设备1入口，进行破碎，破碎后的废阴极粒料块进入破碎设备1出口。

物料的仓储和输送：破碎后的成品废阴极粒料通过破碎设备1出口溜入料仓和上料单元的料仓和上料设备3的入口存储，通过料仓和输送设备3的出口输送至煅烧单元炉气收集上盖5的入口进入连续式高温炉6。

物料的煅烧：进入连续式高温炉6的废阴极粒料根据连续式高温炉对产量的需求依次连续进入连续式高温炉实现自动给料，在连续式高温炉6内进行高温煅烧，通过温控系统将煅烧温度控制工艺温度。煅烧完成后的炉渣通过炉渣出料装置7被依次连续排出。

炉渣冷却：被炉渣出料装置7依次连续排出的热炉渣通过炉渣冷却设备9的入口进入依次进行冷却，冷却到室温的炉渣通过炉渣冷却设备的出口依次连续排出后被铲车运送至堆场。

炉气回收治理：连续式高温炉6煅烧废阴极粒料产生的炉气，经过炉气收集上盖5的出口进入炉气回收治理设备11，被炉气回收治理设备11回收大部分氟化盐后，剩余少量低温烟气被炉气回收治理设备11治理后，进入烟囱12达标排空。

在上述过程中，采用高温煅烧法使废阴极炭块中的氰化物分解为无害气体和氟化物等挥发成分挥发进入炉气，实现了去除废阴极炭块中杂质的目的；氟化物等挥发分通过炉气回收治理，能得到纯度比较高的氟化盐，可以直接用于铝电解等工业生产中；而生产中产生的废气经过炉气回收治理单元治理实现尾气环保达标排放。

铝电解行业电解槽大修中刨出的废阴极炭块，主要由炭材料构成，含有氟化物与氰化物，属于国家明文规定的危险废物。本发明首先将废阴极炭块破碎至一定的工艺要求粒度，送入连续式高温炉内进行高温煅烧，高温下有毒氰化物分解裂变、电解质及其它挥发分类杂质完全挥发分离以后再设法回收；煅烧过程中产生的炉气及挥发分经过炉气回收治理单元回收并治理，达标排放，整个处理过程实现了连续进料及连续出料。