本發(fā)明涉及一種電解鋁碳渣的處理方法以及專用裝置，屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)不可避免的產(chǎn)生碳渣。從產(chǎn)生途徑劃分，碳渣可分為陽(yáng)極碳渣和陰極碳渣。陽(yáng)極碳渣的生成途徑是：1)沒(méi)有參與電化反應(yīng)陽(yáng)極炭塊，從陽(yáng)極炭塊上脫落下來(lái)，混入電解質(zhì)中，形成碳渣；2)當(dāng)新投入電解槽采用焦粒焙燒啟動(dòng)時(shí)，使用的焦粒都以碳渣形成進(jìn)入電解質(zhì)，最后形成大量碳渣。陰極碳渣主要是陰極碳素內(nèi)襯的沖蝕剝落產(chǎn)生。碳渣的主要成分是碳素、氟化鹽、氧化鋁、鐵化合物和其他微量元素。

《鋁工業(yè)廢舊碳陰極材料的綜合利用》(邱竹賢等《輕金屬》1999年第11期)論述了鋁工業(yè)廢舊陰極碳?jí)K的綜合利用，提出了用浮選工藝流程來(lái)綜合回收廢舊碳陰極材料中的碳和冰晶石等有價(jià)值的物料，并在處理中同時(shí)使氰化物分解。

《鋁電解槽大修渣的污染防治及綜合利用》(李鴻《有色金屬》2003年3月第55卷增刊)介紹了鋁電解槽大修廢渣的處理方法和綜合利用途徑。其中，山東鋁廠的方案是將電解槽大修時(shí)拆除的廢碳?jí)K破碎至25mm，作為燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的配料隨同無(wú)煙煤進(jìn)入生產(chǎn)流程。

《鋁電解碳渣回收新技術(shù)》(賈冬妮、韓立國(guó)《寧夏工程技術(shù)》2002年9月第1卷第2期)介紹了鋁電解碳渣回收的技術(shù)，本質(zhì)上采用是浮選法。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410759703.2、201410144571.2的中國(guó)專利也公開(kāi)了電解鋁碳渣的處理方法，其本質(zhì)上也是浮選法處理。

申請(qǐng)?zhí)枮?01410089415.0的中國(guó)專利公開(kāi)了一種鋁電解廢炭渣無(wú)害化處理系統(tǒng)及其方法，旨在解決當(dāng)前電解鋁行業(yè)對(duì)炭渣回收利用率不高、造成環(huán)境污染的技術(shù)問(wèn)題，包括加熱爐、加熱循環(huán)裝置、尾氣凈化裝置、與加熱爐對(duì)應(yīng)連通的料斗、與料斗對(duì)應(yīng)連通設(shè)置的原料倉(cāng)；加熱循環(huán)裝置分別對(duì)應(yīng)連通于加熱爐、原料倉(cāng)；在原料倉(cāng)上設(shè)置有連通于所述尾氣凈化裝置的尾氣出氣口；本發(fā)明可有效解決困擾電解鋁行業(yè)多年的廢槽襯炭渣堆放或填埋污染環(huán)境，造成大量的原材料浪費(fèi)等問(wèn)題。

上述公開(kāi)文獻(xiàn)、專利作為背景技術(shù)，其全文在此引用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電解鋁碳渣的處理方法，本質(zhì)上采用焙燒法處理，其電解質(zhì)回收率高，效果好。

本發(fā)明另一個(gè)目的是提供了一種電解鋁碳渣的處理裝置。

本發(fā)明具體采用的技術(shù)方案是：

一種電解鋁碳渣的處理方法，其特征是，包括如下步驟：

1)除雜：除去碳渣中的固體雜物和鐵；

2)破碎：將碳渣破碎至最大粒徑≤5mm；

3)碳渣預(yù)熱至100-120℃后，加入處理裝置，處理裝置包括焙燒室、燃燒室，焙燒室升溫至1000-1100℃，碳渣中的電解質(zhì)與碳渣分層，加入分離劑使電解質(zhì)與碳渣分離；

4)分離后的碳渣進(jìn)入燃燒室燒盡；

5)燃燒室產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入熱交換室與空氣換熱，加熱后的空氣進(jìn)入料倉(cāng)預(yù)熱碳渣；

6)熱交換器出來(lái)的煙氣進(jìn)入布袋式除塵器，布袋式除塵器收塵進(jìn)入料倉(cāng)，布袋式除塵器出來(lái)的煙氣凈化合格后排放。

其中，所述的分離劑是冰晶石和氧化鋁按照重量比5：1的混合物。本發(fā)明加入分離劑后增加了電解質(zhì)的表面張力，使炭渣容易從電解質(zhì)的表面分離出來(lái)。

一種電解鋁碳渣的處理裝置，包括裝置本體，裝置本體上設(shè)有進(jìn)料口和排煙口，其特征是，所述裝置本體內(nèi)設(shè)有處理爐，所述處理爐焙燒室和燃燒室，其中燃燒室爐底高于焙燒室，燃燒室與熱交換器采用煙氣管道連接，焙燒室上設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口和加料口。

碳渣在焙燒室加熱，在1000-1100℃下碳渣中的有價(jià)成分(主要是電解質(zhì))呈熔融狀態(tài)，此時(shí)加入分離劑，此時(shí)炭渣就會(huì)從電解質(zhì)分離出來(lái)并漂浮在電解質(zhì)的表面，很容易進(jìn)行分離。

分離出的電解質(zhì)有極大的腐蝕性，本發(fā)明的保溫及耐腐蝕結(jié)構(gòu)是：

所述處理爐的頂板及上部，從外至內(nèi)依次由鋼板、纖維氈、保溫磚和澆注料構(gòu)成；所述處理爐的底部從外至內(nèi)依次由鋼板、保溫磚、耐火磚、第二抗腐蝕耐火材料層組成；所述處理爐下部(側(cè)壁)從外至內(nèi)依次由鋼板、纖維氈、第二抗腐蝕耐火材料層、第一耐腐蝕耐火材料組成。

其中，第一耐腐蝕材料材質(zhì)為碳素，第二耐腐蝕材料材質(zhì)為碳化硅結(jié)合氮化硅。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)無(wú)廢氣、廢水、廢渣排放，實(shí)現(xiàn)“零排放”；

(2)產(chǎn)出的電解質(zhì)品質(zhì)高；

(3)處理爐壽命長(zhǎng)，可達(dá)5年以上。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖；

圖2是本發(fā)明處理爐耐火材料結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明處理爐結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

如圖1所示，首先除去碳渣中的固體雜物和鐵；然后將碳渣破碎至最大粒徑≤5mm；碳渣預(yù)熱至100-120℃后，加入處理裝置，處理裝置包括焙燒室、燃燒室，焙燒室升溫至1000-1100℃，碳渣中的電解質(zhì)與碳渣分層，加入分離劑使電解質(zhì)與碳渣分離；分離后的碳渣進(jìn)入燃燒室燒盡；燃燒室產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入熱交換室與空氣換熱，加熱后的空氣進(jìn)入料倉(cāng)預(yù)熱碳渣；熱交換器出來(lái)的煙氣進(jìn)入布袋式除塵器，布袋式除塵器收塵進(jìn)入料倉(cāng)，布袋式除塵器出來(lái)的煙氣凈化合格后排放。

如圖2、3所示，一種電解鋁碳渣的處理裝置，包括裝置本體，裝置本體上設(shè)有進(jìn)料口1和排煙口9，所述裝置本體內(nèi)設(shè)有處理爐，所述處理爐焙燒室12和燃燒室13，其中燃燒室13爐底高于焙燒室12，燃燒室13與熱交換器11采用煙氣管道連接，焙燒室12上設(shè)有燃?xì)膺M(jìn)口和進(jìn)料口1。在排煙管道上還設(shè)有布袋除塵器10。

如圖2所示，本發(fā)明的保溫及耐腐蝕結(jié)構(gòu)是：

所述處理爐的頂板及上部，從外至內(nèi)依次由鋼板2、纖維氈3、保溫磚4和澆注料5構(gòu)成；所述處理爐的底部從外至內(nèi)依次由鋼板2、保溫磚4、耐火磚8、第二抗腐蝕耐火材料層7組成；所述處理爐下部(側(cè)壁)從外至內(nèi)依次由鋼板2、纖維氈3、第二抗腐蝕耐火材料層7、第一耐腐蝕耐火材料6組成。