本發(fā)明涉及鋁電解廢舊筑爐耐火材料處理方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電解鋁廠的電解槽是生產(chǎn)電解鋁的核心設(shè)備，廢舊筑爐耐火材料是在鋁電解生產(chǎn)過程中，由于高溫電解質(zhì)對槽內(nèi)襯的滲透、腐蝕，導(dǎo)致鋁電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、破裂等，高溫鋁液和電解質(zhì)從這些變形和破裂的裂縫滲入槽內(nèi)襯導(dǎo)致電解槽無法正常生產(chǎn)而停槽修復(fù)時產(chǎn)生的。由于槽耐火材料長期在高溫下與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，吸附了大量的氟化物和一定量的有害物質(zhì)，同時還生成一些有毒物質(zhì)，成為其堆存時對環(huán)境造成危害的因素。一般新鋁電解槽在使用3～6年后就需要停槽大修，因此，廢舊筑爐耐火材料是鋁電解生產(chǎn)過程中不可避免的固體危害廢棄物。
目前，我國原鋁產(chǎn)量已超過3000萬噸/年，當(dāng)年因大修鋁電解槽產(chǎn)生的廢舊筑爐耐火材料約為10～15萬噸。大部分電解鋁企業(yè)對廢舊筑爐耐火材料主要采用填埋或存儲的方式進行處理，這不僅需要占用大量土地，投入大量運行資金及管理費用，還對生態(tài)環(huán)境造成污染。
因此，如何開發(fā)一種鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料的處理方法，將鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料變廢為寶，實現(xiàn)廢舊筑爐耐火材料高效、節(jié)能、環(huán)保和循環(huán)利用的綜合回收處理，是目前電解鋁企業(yè)急需解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供一種可實現(xiàn)鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料的無害化處理及綜合利用的鋁電解廢舊筑爐耐火材料堆浸處理方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。
一種鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料堆浸處理方法，方法步驟如下：
a、對鋁電解槽大修槽渣進行分選，選出其中的廢舊筑爐耐火材料；
b、對廢舊筑爐耐火材料破碎后進行篩分；
c、將破碎后粒度0.15cm～1.5cm的廢舊筑爐耐火材料進行一次預(yù)浸出、一次浸出、四次洗滌；首批處理廢舊筑爐耐火材料時，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后，將預(yù)浸渣和預(yù)浸液一并轉(zhuǎn)移到后續(xù)的浸出槽，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨；一次浸出是將轉(zhuǎn)移到浸出槽的預(yù)浸渣和預(yù)浸液繼續(xù)堆浸3天，然后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用清水循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)四次洗滌的堆浸渣瀝干并經(jīng)干燥處理后再次使用，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用；從第二批處理廢舊筑爐耐火材料開始，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后固液分離，分離出的預(yù)浸液送至進行氧化除氰處理，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨，預(yù)浸渣轉(zhuǎn)移到浸出槽，用儲存的一洗液堆浸3天后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用儲存的二洗液循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液再流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌采用儲存的三洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液再流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌采用儲存的四洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌采用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用，如此循環(huán)進行預(yù)浸出、堆浸、洗滌；
d、將步驟c產(chǎn)生的預(yù)浸液、堆浸液采用質(zhì)量濃度為20％-30％的雙氧水進行氧化除氰處理，再用壓濾機壓濾，濾渣送至與堆浸渣一起進行四次洗滌；
e、向步驟d壓濾的濾液中通入co2氣體進行碳分-中和處理，再經(jīng)濃縮結(jié)晶回收鈉鹽，得到含氟nahco3、含氟na2co3、naf的混合物。
本發(fā)明步驟c所用naoh溶液的質(zhì)量濃度為2％～4％，預(yù)堆浸時的堆比重為1.2～1.6噸/m3。
本發(fā)明解決了國內(nèi)外電解鋁行業(yè)的重大技術(shù)難題，采用無害化及閉路循環(huán)處理方法，對所有鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料進行無害化處理，處理廢舊筑爐耐火材料時，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨；經(jīng)預(yù)浸出、浸出和四次洗滌后的堆浸渣經(jīng)干燥處理后再次重復(fù)使用；預(yù)浸液、堆浸液經(jīng)氧化除氰處理及碳分-中和處理后濃縮結(jié)晶回收得到鈉鹽。本發(fā)明實現(xiàn)了原鋁工業(yè)所有原料和產(chǎn)品的閉路循環(huán)資源化應(yīng)用，消除了鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料帶來的環(huán)保問題，降低了生產(chǎn)成本。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
實施例1
一種鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料堆浸處理方法，方法步驟如下：
a、對鋁電解槽大修槽渣進行分選，選出其中的廢舊筑爐耐火材料；
b、對廢舊筑爐耐火材料采用顎式破碎機破碎，破碎完成后采用50目的篩子進行篩分；
c、將破碎后粒度0.15cm～0.8cm的廢舊筑爐耐火材料進行一次預(yù)浸出、一次浸出、四次洗滌；首批處理廢舊筑爐耐火材料時，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度2％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后，將預(yù)浸渣和預(yù)浸液一并轉(zhuǎn)移到后續(xù)的浸出槽，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨；預(yù)浸出的堆比重為1.4噸/m3；一次浸出是將轉(zhuǎn)移到浸出槽的預(yù)浸渣和預(yù)浸液繼續(xù)堆浸3天，然后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用清水循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)四次洗滌的堆浸渣瀝干并經(jīng)干燥處理后再次使用，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用；從第二批處理廢舊筑爐耐火材料開始，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度2％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后固液分離，分離出的預(yù)浸液送至進行氧化除氰處理，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨，可用于制做肥料，預(yù)浸渣轉(zhuǎn)移到浸出槽，用儲存的一洗液堆浸3天后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用儲存的二洗液循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液再流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌采用儲存的三洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液再流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌采用儲存的四洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌采用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用，如此循環(huán)進行預(yù)浸出、堆浸、洗滌；
d、將步驟c產(chǎn)生的預(yù)浸液、堆浸液引入
e、向步驟d壓濾的濾液中通入co2氣體進行碳分-中和處理，再采用mvr機械蒸汽再壓縮工藝將濾液濃縮結(jié)晶回收鈉鹽，得到含氟nahco3、含氟na2co3、naf的混合物，可作為鋁電解槽焙燒啟動物料及打渣劑配料返回鋁電解及鋁合金生產(chǎn)使用。
實施例2
一種鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料堆浸處理方法，方法步驟如下：
a、對鋁電解槽大修槽渣進行分選，選出其中的廢舊筑爐耐火材料；
b、對廢舊筑爐耐火材料采用顎式破碎機破碎，破碎完成進行篩分；
c、將破碎后粒度0.3cm～1cm的廢舊筑爐耐火材料進行一次預(yù)浸出、一次浸出、四次洗滌；首批處理廢舊筑爐耐火材料時，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度4％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后，將預(yù)浸渣和預(yù)浸液一并轉(zhuǎn)移到后續(xù)的浸出槽，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨；預(yù)浸出的堆比重為1.2噸/m3；一次浸出是將轉(zhuǎn)移到浸出槽的預(yù)浸渣和預(yù)浸液繼續(xù)堆浸3天，然后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用清水循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)四次洗滌的堆浸渣瀝干并經(jīng)干燥處理后再次使用，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用；從第二批處理廢舊筑爐耐火材料開始，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度4％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后固液分離，分離出的預(yù)浸液送至進行氧化除氰處理，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨，預(yù)浸渣轉(zhuǎn)移到浸出槽，用儲存的一洗液堆浸3天后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用儲存的二洗液循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液再流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌采用儲存的三洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液再流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌采用儲存的四洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌采用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用，如此循環(huán)進行預(yù)浸出、堆浸、洗滌；
d、將步驟c產(chǎn)生的預(yù)浸液、堆浸液引入
e、向步驟d壓濾的濾液中通入co2氣體進行碳分-中和處理，再采用mvr機械蒸汽再壓縮工藝將濾液濃縮結(jié)晶回收鈉鹽，得到含氟nahco3、含氟na2co3、naf的混合物，可作為鋁電解槽焙燒啟動物料及打渣劑配料返回鋁電解及鋁合金生產(chǎn)使用。
實施例3
一種鋁電解槽廢舊筑爐耐火材料堆浸處理方法，方法步驟如下：
a、對鋁電解槽大修槽渣進行分選，選出其中的廢舊筑爐耐火材料；
b、對廢舊筑爐耐火材料采用顎式破碎機破碎，破碎完成進行篩分；
c、將破碎后粒度1cm～1.5cm的廢舊筑爐耐火材料進行一次預(yù)浸出、一次浸出、四次洗滌；首批處理廢舊筑爐耐火材料時，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度3％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后，將預(yù)浸渣和預(yù)浸液一并轉(zhuǎn)移到后續(xù)的浸出槽，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨；預(yù)浸出的堆比重為1.6噸/m3；一次浸出是將轉(zhuǎn)移到浸出槽的預(yù)浸渣和預(yù)浸液繼續(xù)堆浸3天，然后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用清水循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌是再用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)四次洗滌的堆浸渣瀝干并經(jīng)干燥處理后再次使用，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用；從第二批處理廢舊筑爐耐火材料開始，一次預(yù)浸出是將廢舊筑爐耐火材料送入封閉的預(yù)浸出槽內(nèi)采用質(zhì)量濃度3％的naoh溶液循環(huán)噴淋浸泡3天后固液分離，分離出的預(yù)浸液送至進行氧化除氰處理，預(yù)浸出產(chǎn)生的氨氣送入硫酸洗滌系統(tǒng)生產(chǎn)副產(chǎn)品硫酸銨，預(yù)浸渣轉(zhuǎn)移到浸出槽，用儲存的一洗液堆浸3天后固液分離，分離出的堆浸液送至進行氧化除氰處理，堆浸渣進行四次洗滌，一次洗滌采用儲存的二洗液循環(huán)噴淋洗滌5天，然后將經(jīng)一次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的一洗液再流入第一周轉(zhuǎn)池中備用，二次洗滌采用儲存的三洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)二次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的二洗液再流入第二周轉(zhuǎn)池中備用，三次洗滌采用儲存的四洗液對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，將經(jīng)三次洗滌的堆浸渣瀝干，產(chǎn)生的三洗液流入第三周轉(zhuǎn)池中備用，四次洗滌采用清水對瀝干的堆浸渣循環(huán)噴淋洗滌5天，產(chǎn)生的四洗液流入第四周轉(zhuǎn)池中備用，如此循環(huán)進行預(yù)浸出、堆浸、洗滌；
d、將步驟c產(chǎn)生的預(yù)浸液、堆浸液引入
e、向步驟d壓濾的濾液中通入co2氣體進行碳分-中和處理，再采用mvr機械蒸汽再壓縮工藝將濾液濃縮結(jié)晶回收鈉鹽，得到含氟nahco3、含氟na2co3、naf的混合物，可作為鋁電解槽焙燒啟動物料及打渣劑配料返回鋁電解及鋁合金生產(chǎn)使用。
本發(fā)明所用的破氰反應(yīng)槽、廂式壓濾機、mvr機械蒸汽再壓縮設(shè)備等均為現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備。