基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種電解生產(chǎn)金屬鋁過程中廢棄的包括廢陰極碳、石墨內(nèi)襯等在內(nèi)的所有電解槽內(nèi)襯的處理方法，尤其涉及一種基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]廢槽襯是鋁電解槽定期排出的固體廢棄物，主要包括陰極炭塊、陰極糊、石墨內(nèi)襯、耐火磚、保溫磚、防滲料及絕熱板等。由于含有較高水平的氟化物和氰化物，廢槽襯屬于危險廢物。鑒于氟化物、氰化物等毒物的可溶性、揮發(fā)性，在風(fēng)吹雨淋等露天堆放等條件下，廢槽襯中的有害物質(zhì)會向堆場周邊的地下水、土壤和大氣環(huán)境中逐步轉(zhuǎn)移，也會隨雨水進(jìn)入到江河以及湖泊，進(jìn)而污染水體，對環(huán)境生態(tài)以及人類健康產(chǎn)生較大的危害。
[0003]關(guān)于鋁電解廢槽襯的無害化、資源化處理方法，研究較多的是焚燒法處理。但是焚燒法處理有很多不足:①焚燒工藝復(fù)雜，需要專門的焚燒設(shè)備，投資和運行成本很高；②高附加值的氟化物最終進(jìn)入殘渣，沒有得到回收利用；③產(chǎn)生煙塵、煙氣等尾氣需要處理只能處理炭質(zhì)廢槽襯(約占廢槽襯重量的30% )，70%的廢槽襯仍需要安全填埋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種簡便易行、處理成本較低、生產(chǎn)效率較高的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0006]本發(fā)明的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，其特征在于，包括步驟:
[0007]A、將廢槽襯破碎、磨細(xì)至粒度1?10mm后，加入氧化反應(yīng)池中；
[0008]B、按理論反應(yīng)值的1.2?2.0倍加入次氯酸鈉溶液，控制弱堿性的pH值7.0?8.5，危險元素氰化物與次氯酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被除去，反應(yīng)時間為0.5?1.0小時；
[0009]C、通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，置于沉淀反應(yīng)池中；
[0010]D、將濃度為飽和濃度值0.8?1.0倍的石灰水加入沉淀反應(yīng)池中，浸泡殘渣1.0?1.5小時，使之結(jié)合氟化物反應(yīng)生成難溶的CaF2;
[0011]E、沉淀反應(yīng)后通過防腐篩網(wǎng)過濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料；濾后的最終殘渣，已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，可作為原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行業(yè)。
[0012]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例提供的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，是一種簡便易行、處理成本較低、生產(chǎn)效率較高的濕法處理鋁電解槽廢槽襯的方法，其遇水容易析出氰化氫、氟化氫的弊端可以通過控制堿性的反應(yīng)環(huán)境來克服。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例提供的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面將對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015]本發(fā)明的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，其較佳的【具體實施方式】如圖1所示:
[0016]包括步驟:
[0017]A、將廢槽襯破碎、磨細(xì)至粒度1?10mm后，加入氧化反應(yīng)池中；
[0018]B、按理論反應(yīng)值的1.2?2.0倍加入次氯酸鈉溶液，控制弱堿性的pH值7.0?8.5，危險元素氰化物與次氯酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被除去，反應(yīng)時間為0.5?1.0小時；
[0019]C、通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，置于沉淀反應(yīng)池中；
[0020]D、將濃度為飽和濃度值0.8?1.0倍的石灰水加入沉淀反應(yīng)池中，浸泡殘渣1.0?1.5小時，使之結(jié)合氟化物反應(yīng)生成難溶的CaF2;
[0021]E、沉淀反應(yīng)后通過防腐篩網(wǎng)過濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料；濾后的最終殘渣，已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，能回用于修路、建筑材料以及水泥、耐火工業(yè)的原料。
[0022]所述防腐篩網(wǎng)上涂Teflon或采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯等塑料材質(zhì)。
[0023]本發(fā)明的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，是一種簡便易行、處理成本較低、生產(chǎn)效率較高的濕法處理鋁電解槽廢槽襯的方法，其遇水容易析出氰化氫、氟化氫的弊端可以通過控制堿性的反應(yīng)環(huán)境來克服，技術(shù)可靠，所用各種原料來源廣、價格便宜，無需焚燒爐等焚燒設(shè)備。
[0024]本發(fā)明的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，以廢槽襯為原料，以次氯酸鈉、石灰水為反應(yīng)添加劑，首先將廢槽襯破碎一定粒度后放入氧化反應(yīng)池中，然后加入次氯酸鈉溶液，攪拌，發(fā)生氰化物的氧化分解反應(yīng)；然后，采用防腐篩網(wǎng)過濾，并將濾后殘渣置入沉淀反應(yīng)池中，然后將接近飽和濃度值的石灰水加入，浸泡、攪拌，發(fā)生鈣化反應(yīng)。最后，通過防腐篩網(wǎng)過濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料；濾后的最終殘渣，已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，可作為原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行業(yè)。
[0025]具體實施例:
[0026]實施例1:
[0027]首先將廢棄的鋁電解廢槽襯破碎成1?3mm的顆粒，稱取500g置于氧化反應(yīng)池中，再放入質(zhì)量濃度為2%的次氯酸鈉溶液500ml，攪拌混合1小時；然后通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，并將殘渣置于沉淀反應(yīng)池中，再用質(zhì)量濃度為0.15%石灰水500ml浸泡1.5小時，充分發(fā)生鈣化反應(yīng)后，通過防腐篩網(wǎng)過濾即得最終殘渣。
[0028]根據(jù)危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)、浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)(GB5085.3-2007)對最終殘渣進(jìn)行危害性檢測，結(jié)果顯示:浸出液中無機(jī)氟化物(不包括氟化鈣，以F-計)為39mg/L ;氰化物為0.052mg/L，表明最終殘渣不再是危險廢物，從而實現(xiàn)了廢槽襯的無害化。
[0029]實施例2:
[0030]首先將廢棄的鋁電解廢槽襯破碎成3?5mm的顆粒，稱取1500g置于氧化反應(yīng)池中，再放入質(zhì)量濃度為2%的次氯酸鈉溶液1500ml，攪拌混合45min ;然后通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，并將殘渣置于沉淀反應(yīng)池中，再用質(zhì)量濃度為0.15%石灰水1500ml浸泡1.2小時，充分發(fā)生鈣化反應(yīng)后，通過防腐篩網(wǎng)過濾即得最終殘渣。
[0031]根據(jù)危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)、浸出毒性標(biāo)準(zhǔn)(GB5085.3-2007)對最終殘渣進(jìn)行危害性檢測，結(jié)果顯示:浸出液中無機(jī)氟化物(不包括氟化鈣，以F-計)為65mg/L ;氰化物為0.079mg/L，表明最終殘渣不再是危險廢物，從而實現(xiàn)了廢槽襯的無害化。
[0032]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，其特征在于，包括步驟: A、將廢槽襯破碎、磨細(xì)至粒度I?1mm后，加入氧化反應(yīng)池中； B、按理論反應(yīng)值的1.2?2.0倍加入次氯酸鈉溶液，控制弱堿性的pH值7.0?8.5，危險元素氰化物與次氯酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被除去，反應(yīng)時間為0.5?1.0小時； C、通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，置于沉淀反應(yīng)池中； D、將濃度為飽和濃度值0.8?1.0倍的石灰水加入沉淀反應(yīng)池中，浸泡殘渣1.0?1.5小時，使之結(jié)合氟化物反應(yīng)生成難溶的CaF2 ; E、沉淀反應(yīng)后通過防腐篩網(wǎng)過濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料；濾后的最終殘渣，已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，能作為原料回用于修路、建筑、水泥、耐火行業(yè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，其特征在于，所述防腐篩網(wǎng)上涂Teflon或采用聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯塑料材質(zhì)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于化學(xué)沉淀和氧化還原反應(yīng)的鋁電解槽廢槽襯處理方法，將廢槽襯破碎、磨細(xì)至粒度1～10mm后，加入氧化反應(yīng)池中；按理論反應(yīng)值的1.2～2.0倍加入次氯酸鈉溶液，控制弱堿性的pH值7.0～8.5，危險元素氰化物與次氯酸鈉溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被除去，反應(yīng)時間為0.5～1.0小時；通過防腐篩網(wǎng)過濾氧化反應(yīng)后的殘渣，置于沉淀反應(yīng)池中；將濃度為飽和濃度值0.8～1.0倍的石灰水加入沉淀反應(yīng)池中，浸泡殘渣1.0～1.5小時，使之結(jié)合氟化物反應(yīng)生成難溶的CaF2；沉淀反應(yīng)后通過防腐篩網(wǎng)過濾，所得濾液可作為純堿工業(yè)和氧化鋁工業(yè)的原料；濾后的最終殘渣，已經(jīng)實現(xiàn)了無害化，可作為原料回用于修路、建筑、水泥、耐火等行業(yè)。簡便易行、處理成本較低、生產(chǎn)效率高，無需焚燒爐等焚燒設(shè)備。
【IPC分類】B09B5/00, B09B3/00
【公開號】CN105327933
【申請?zhí)枴緾N201510924933
【發(fā)明人】桑義敏, 易國慶, 王曉宇, 李姍, 趙馨怡, 王思迪, 張子窠
【申請人】北京京碧藍(lán)環(huán)保科技有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年12月14日