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

背景技術：

在電解鋁生產(chǎn)過程中，會不可避免的產(chǎn)生碳渣。從產(chǎn)生途徑劃分，碳渣可分為陽極碳渣和陰極碳渣。陽極碳渣的生成途徑是：1)沒有參與電化反應陽極炭塊，從陽極炭塊上脫落下來，混入電解質(zhì)中，形成碳渣；2)當新投入電解槽采用焦粒焙燒啟動時，使用的焦粒都以碳渣形成進入電解質(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)廢舊陰極碳塊的綜合利用，提出了用浮選工藝流程來綜合回收廢舊碳陰極材料中的碳和冰晶石等有價值的物料，并在處理中同時使氰化物分解。

《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拆除的廢碳塊破碎至25mm，作為燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁的配料隨同無煙煤進入生產(chǎn)流程。

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

申請?zhí)枮?01410759703.2、201410144571.2的中國專利也公開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?zhí)枮?01410089415.0的中國專利公開了一種鋁電解廢炭渣無害化處理系統(tǒng)及其方法，旨在解決當前電解鋁行業(yè)對炭渣回收利用率不高、造成環(huán)境污染的技術問題，包括加熱爐、加熱循環(huán)裝置、尾氣凈化裝置、與加熱爐對應連通的料斗、與料斗對應連通設置的原料倉；加熱循環(huán)裝置分別對應連通于加熱爐、原料倉；在原料倉上設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等問題。

上述公開文獻、專利作為背景技術，其全文在此引用。

技術實現(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)分離后的碳渣進入燃燒室燒盡；

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

6)熱交換器出來的煙氣進入布袋式除塵器，布袋式除塵器收塵進入料倉，布袋式除塵器出來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。

一種電解鋁碳渣的處理裝置，包括裝置本體，裝置本體上設有進料口和排煙口，其特征是，所述裝置本體內(nèi)設有處理爐，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，焙燒室上設有燃氣進口和加料口。

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

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)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：

(1)無廢氣、廢水、廢渣排放，實現(xiàn)“零排放”；

(2)產(chǎn)出的電解質(zhì)品質(zhì)高；

(3)處理爐壽命長，可達5年以上。

附圖說明

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；分離后的碳渣進入燃燒室燒盡；燃燒室產(chǎn)生的煙氣進入熱交換室與空氣換熱，加熱后的空氣進入料倉預熱碳渣；熱交換器出來的煙氣進入布袋式除塵器，布袋式除塵器收塵進入料倉，布袋式除塵器出來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，裝置本體上設有進料口1和排煙口9，所述裝置本體內(nèi)設有處理爐，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上設有燃氣進口和進料口1。在排煙管道上還設有布袋除塵器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。