一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块与流程

本发明涉及一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，属于电解铝技术领域。

背景技术：

铝是国民经济可持续性发展必不可少的重要轻金属材料，在航空航天、交通、建筑、国防、电力电子等行业应用广泛。电解铝生产涉及电力、机械、原材料等众多行业，产业关联度高达93%。发展电解铝产业，有利于带动相关行业的技术进步和产业发展，提高工业gdp的贡献率。我国政府高度重视铝工业产业结构调整和升级改造，已出台一系列政策和措施，积极促进“以铝代钢、以铝节铜、以铝节木”的扩大应用。

氧化铝熔盐电解法是目前原铝生产的唯一方法，普遍采用大型中间下料预焙阳极电解槽生产。即：向电解槽内馈入大电流（最大600ka）直流电，以碳素材料作为阳极，若干阳极分a、b侧并联输入，中部设置氧化铝下料点，电解槽运行温度930—960℃之间，槽内氧化铝在电解质溶剂作用下，产生电化学反应，在阴极析出金属铝液产品。其主要反应式为：

al2o3+1.5c=2al+1.5co2↑

作为导电材料的预焙阳极碳块，在高温状态下，与空气接触将发生氧化反应，以发生无益的空耗，增加生产成本。为此，铝电解生产过程中，需要在阳极上表面覆盖一层原材料，主要作用：一是隔绝预焙阳极与空气的接触，防止阳极氧化，二是对电解槽上部进行保温，减少热损失，提高电能利用率。为了保证阳极上的原材料充分发挥防氧化和保温作用，绝大多数电解铝厂的主要作业规程——更换阳极的操作中明确要求：“新的阳极安装完成后，用结壳块在阳极中缝处垒墙，然后在阳极上加盖极上保温料……”，由于结壳块间存在较大的缝隙，大量的覆盖料滑落进入电解槽内破坏电解槽的物料平衡，电解槽中缝处阳极表面没有得到很好的覆盖，造成该部位阳极碳块氧化严重，不但增加阳极消耗，而且钢爪外露，高温状态下出现钢爪熔化，使电解铝液中fe含量增加，电解铝液的纯度受到严重的影响，以至于不能生产某些需求的铝合金产品。

为防止阳极氧化，目前部分电解铝厂采取在阳极中缝处浇注电解质液法预制堵缝墙，即根据阳极形状制作模具，安装在新的阳极上，舀电解质液浇注成型，更换残极。该方法不但劳动强度大，且存在较大的安全隐患，

铝电解槽生产的原铝，除含有铁、硅、铜等金属杂质外，还含有氧化铝、炭粒、气体等非金属杂质，这些杂质存在于铝液中，严重地影响了铝产品的物理性能、机械性能和工艺性能。因此，铝产品生产工艺中，要进行铝液净化，尽可能减少铝液中非金属杂质，如氧化铝、炭粒、气体等。通常利用碱金属的氯及氟化物的混合熔盐作为净化剂或覆盖剂，熔剂在铝液中分开，形成大量微细液滴，其湿润性好，对氧化渣有很强的吸附和溶解能力，使氧化铝等杂质溶解上浮到表面形成浮渣，与铝分离，该浮渣称为铝灰渣，使用扒渣机将其扒出。

从熔炼炉（保温炉）内扒出的铝灰渣，含有较多铝，通常情况下，熔铸厂商对于铝灰渣的回收利用，都只回收铝，其余的灰渣废弃。分析检测，废弃铝灰渣的主要成分有：10%al、60～70%al2o3、1.0～2.0%sio2、0.5～0.7%na2o、0.4～0.6%mgo、1.0～3.0%cao及<1.0%feo+mno；

在环保要求日益严格的今天，由于废弃的铝灰渣中含有镁、锰、硅等元素，不能外排，只能由环保部门回收处理，企业需支付800-1500元/吨的处理费用。

一般情况下，熔铸产生的废弃铝灰渣，占铝产量的1%左右。据统计，2015年中国电解铝行业总产能为3894万吨，即有38.94万吨的废弃铝灰渣，企业将支付31152——58410万元的处理费用。

即：现需要一种废弃铝灰渣综合利用的技术，能实现对废弃的铝灰渣进行综合利用，通过对其的利用，起到防阳极氧化和电解槽上部保温的双重功效。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，能实现对废弃的铝灰渣进行利用，通过对其的利用，起到防阳极氧化和电解槽上部保温的双重功效，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，该方法包括以下步骤：（1）将铝灰渣与粘结剂、水混合并搅拌使其具有粘结特性；（2）将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；（3）将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；（4）将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极并上槽使用；（5）上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极及其上的结壳块；（6）将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到18～30%；（7）将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极上，做抗氧化和保温材料。

上述的粘结剂为复合纤维素9005。

一种废弃铝灰渣综合利用的方法所涉及的铝灰渣成型块，它安装于阳极上端面，它包括铝灰渣和粘结剂制成的矩形块状本体，在矩形块状本体的一侧设有半锥形凹槽，半锥形凹槽与阳极上端面设有的锥形凸起相贴合。

现有技术比较，本发明废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，该方法包括以下步骤：（1）将铝灰渣与粘结剂、水混合并搅拌使其具有粘结特性；（2）将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；（3）将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；（4）将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极并上槽使用；（5）上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极及其上的结壳块；（6）将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到18～30%；（7）将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极上，这样的方法，先将废弃铝灰渣做成铝灰渣成型块，再随着新的阳极并上槽使用，与与槽内物料混合成结壳块，这样的结壳块破碎后涂在新的阳极上具有良好的抗氧化和保温性能，即，其实现了对废弃的铝灰渣进行综合利用，在有效保护新的阳极、延长其耐用性的同时，该方法制成的良好抗氧化性能和保温性能的结壳块有很好的市场前景，有效增加生产收益；上槽使用28天后才取下结壳块，将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到18～30%，及粘结剂为复合纤维素9005，这都是经过多次试验，得出的较合理的数据，这样能使得最后制得的结壳块有较好的抗氧化性和保温性；

一种废弃铝灰渣综合利用的方法所涉及的铝灰渣成型块，它安装于阳极上端面，它包括铝灰渣和粘结剂制成的矩形块状本体，在矩形块状本体的一侧设有半锥形凹槽，半锥形凹槽与阳极上端面设有的锥形凸起相贴合，这样的结构，有利于铝灰渣成型块安装与新的阳极上，并随着新的阳极上槽。

附图说明

图1是本发明的铝灰渣成型块安装在阳极上的结构示意图。

图2是本发明阳极上的结构示意图。

图3是本发明及铝灰渣成型块示意图。

其中，阳极100；矩形块状本体101；半锥形凹槽102；锥形凸起103。

具体实施方式

本发明一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，如图1所示，该方法所涉及的铝灰渣成型块，它安装于阳极100上端面，它包括铝灰渣和粘结剂制成的矩形块状本体101，在矩形块状本体101的一侧设有半锥形凹槽102，半锥形凹槽102与阳极100上端面设有的锥形凸起103相贴合。

实施例1

第一步，将铝灰渣与粘结剂复合纤维素9005、水混合并搅拌；

第二步，将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；

第三步，将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；

第四步，将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极100并上槽使用，在安装时，半锥形凹槽102与阳极100上端面设有的锥形凸起103相贴合；

第五步，上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极100及其上的结壳块；

第六步，将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到18%；

第七步，将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极100上；

实施例2

第一步，将铝灰渣与粘结剂复合纤维素9005、水混合并搅拌；

第二步，将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；

第三步，将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；

第四步，将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极100并上槽使用，在安装时，半锥形凹槽102与阳极100上端面设有的锥形凸起103相贴合；

第五步，上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极100及其上的结壳块；

第六步，将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到24%；

第七步，将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极100上；

实施例3

第一步，将铝灰渣与粘结剂复合纤维素9005、水混合并搅拌；

第二步，将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；

第三步，将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；

第四步，将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极100并上槽使用，在安装时，半锥形凹槽102与阳极100上端面设有的锥形凸起103相贴合；

第五步，上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极100及其上的结壳块；

第六步，将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到30%；

第七步，将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极100上；

经过实施实例1、2、3，最后做成的结壳块经过破碎后，使其粒度小于44微米的占到18～30%覆盖在阳极100后，其对阳极100具有较好的抗氧化性能和保温性能。