CN112077118A - 一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺。包括渣破碎工艺和渣处理工艺。具体通过将大块废渣破碎后经过渣处理工艺，对反应生成气体进行捕集和处理，反应残余物在脱水后进行堆放。本发明工艺方法可最大限度回收固体废渣中的有价金属镁，回收率可达86％以上；另外，还可将有活性的固体废渣经处理后转变为无反应性的惰性无害物，从根源上消除可燃爆炸性气体氢气潜在的危险和有害气体氨气潜在的环境污染问题。该工艺方法操作简单、工作效率高、固体废渣处理能力强、检修周期短及节省成本和人工；整个处理工艺可靠、规范、绿色，对于规范电解镁行业行为，推动我国电解镁行业的高质量发展具有重要的指导和借鉴意义。
Description
技术领域
本发明涉及金属镁工业废渣处理技术领域，具体涉及一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺。
背景技术
目前，工业生产金属镁的主要方法有金属热还原法和熔盐电解法。电解镁生产中固体废渣有三个来源：镁电解槽槽渣；镁熔盐炉炉渣；镁连续精炼炉炉渣。
电解镁生产中，镁电解槽、镁熔盐炉及镁连续精炼炉的耐火材料槽(炉)膛中的工作介质均为MgCl2-NaCl-CaCl2-KCl基的混合熔盐，并在其表面有镁液。在镁电解槽、镁熔盐炉及镁连续精炼炉的运行及操作维护过程中，都会有槽(炉)渣的生成和积累，槽(炉)渣的产生来源于：(1)补充或调整熔盐组分时随添加料带入的氧化物等杂质；(2)随添加料及工器具带入的水分，可与炉(槽)内的熔融介质发生反应，生成炉(槽)渣；(3)进入炉(槽)的空气与炉(槽)内的高温介质发生反应生成炉(槽)渣。
氧化镁被熔盐润湿后沉积到炉底或电解槽底形成渣。炉(槽)渣的产生和累积，会对炉(槽)的正常运行造成不利影响，当炉(槽)底部渣层累积到一定厚度时必须要用机械抓斗或人工渣耙清理出来，红热粘软的泥浆状渣盛放入事先预热干燥的钢制渣斗内，待完全凝固后叉运到渣处理车间进行处理。
电解镁生产中固体废渣的主要成分是：MgO、MgCl2、CaCl2、NaCl、KCl、Mg及Mg2N3等，这种渣是有活性的，堆放并暴露在空气，特别是潮湿的空气中会产生可燃爆炸气体氢气及有毒气体氨气，其化学反应方程式如下：Mg2N3+H2O＝Mg(OH)2+2NH3↑；Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑。当反应生成的氢气和氨气浓度聚积到足够高时会发生爆炸或造成伤害事故。因此，固体渣的处理是必要的。
截止目前，行业内尚没有完整的、规范的专用于电解镁生产中固体废渣的装置或者工艺。在电解镁设计规范中，仍然将电解镁生产中的固体废渣定性为一般工业固体废物。相关电解镁生产企业均按《一般工业固体贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)要求，采用防渗工艺，并对场地和边坡做防渗处理。这种未经处理的做法，其后果不仅使渣中有价金属镁得不到回收，造成较大的经济损失，而且还会酿成环境污染和人员伤害事故。
发明内容
为了解决针对目前电解镁生产中固体废渣中含有金属镁，固体废渣具有活性，堆放并暴露在空气，特别是潮湿的空气中会产生可燃爆炸气体氢气及有毒气体氨气的问题，本发明通过将大块废渣破碎到粒径小于2mm后与工业水反应，控制整个过程并对反应生成气体进行捕集和处理，反应的残余物在脱水后进行堆放，最终目的提供一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺。
本发明一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺的技术方案：
一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺，包括渣破碎工艺和渣处理工艺，具体工艺包括如下：
步骤一，渣破碎工艺：将固体渣块先用碎石机破碎至小于150mm的渣块，然后通过格栅进入缓冲料仓，缓冲料仓中的渣块通过下方的输送机一进入颚式破碎机，在此过程中，将金属镁块挑拣并收集于金属镁收集仓中；输送机一上磁选机将磁性物质吸附到磁选机，然后将其回收；从颚式破碎机出来的粒径小于25mm的渣料通过输送机二进入涡电流分选机；从涡电流分选机出口一分离出来的粒径小于25mm的镁粒进入金属镁收集仓，从涡电流分选机出口二出来的粒径小于25mm的渣粒进入双层振动筛；上层振动筛筛上粒径为15-25mm的渣料通过输送机三进入颚式破碎机；下层振动筛筛上粒径为2-15mm的渣料通过输送管进入锥形破碎机中，锥形破碎机出口的出来的粒径为小于2mm渣料通过输送管进入上层振动筛；下层振动筛筛下粒径小于2mm的渣料通过输送管进入渣处理单元的渣箱；
步骤二，渣处理工艺：经过渣破碎后粒径小于2mm的渣料从渣箱通过输送机四进入连续搅拌槽，经连续搅拌槽搅拌均匀后，在混料管中与工业供水管供应的工业水进行混合后形成料浆进入反应槽，所述反应槽中产生氢气被通过空气通入管通入的空气稀释，避免氢气聚集，同时还可以强化料浆的搅拌效果，产生的氨气通过除氨净化器净化达标后与稀释后氢气通过管道排入大气；若产生氢气和氨气超标时，反应槽和混料管周围的气体探测警报器就会发出警报，提醒操作人员检查处理；冬季处理渣时，可以用热空气稀释氢气，避免氢气聚集，同时保持反应槽内有足够的温度，强化反应的程度和速度，这样就完全消除了渣浆中的活性物质，使渣转变为无反应性的惰性无害物；其中，在反应槽中发生的化学反应为：Mg2N3+H2O＝Mg(OH)2+2NH3↑，Mg+2H2O＝Mg(OH)2+H2↑；从反应槽排出的失去活性的渣浆通过搅拌保持槽缓冲并添加聚合物后进入离心过滤机进行固液分离，离心过滤机分离出来的无害固体渣送渣场；离心过滤机分离出来的废水送废水集中处理厂。
进一步的，所述除氨净化器为生物除氨净化器。
进一步的，所述聚合物为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
相比于现有的技术，本发明具有如下有益效果：本发明的工艺方法可最大限度的回收固体废渣中的有价金属镁，回收率可达到86％以上；另外，还可将有活性的固体废渣经处理后转变为无反应性的惰性无害物，从根源上消除可燃爆炸性气体氢气潜在的危险和有害气体氨气潜在的环境污染问题。该工艺方法操作简单、工作效率高、固体废渣处理能力强、检修周期短及节省成本和人工；整个处理工艺可靠、规范、绿色，对于规范电解镁行业行为，推动我国电解镁行业的高质量发展具有重要的指导和借鉴意义。
附图说明
图1为本发明电解镁生产中固体废渣的处理工艺的流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅附图1，本发明提供了一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺，包括渣破碎工艺和渣处理工艺，具体工艺包括如下：
步骤一，渣破碎工艺：将固体渣块用碎石机破碎至小于150mm的渣块，然后通过格栅进入缓冲料仓，缓冲料仓中的渣块通过下方的输送机一进入颚式破碎机，在此过程中，将金属镁块挑拣并收集于金属镁收集仓中；输送机一上磁选机将磁性物质吸附到磁选机，然后将其回收至回收箱；从颚式破碎机出来的粒径小于25mm的渣料通过输送机二进入涡电流分选机；从涡电流分选机出口一分离出来的粒径小于25mm的镁粒进入金属镁收集仓，从涡电流分选机出口二出来的粒径小于25mm的渣粒进入双层振动筛；上层振动筛筛上粒径为15-25mm的渣料通过输送机三进入颚式破碎机；下层振动筛筛上粒径为2-15mm的渣料通过输送管进入锥形破碎机中，锥形破碎机出口的出来的粒径为小于2mm渣料通过输送管进入上层振动筛；下层振动筛筛下粒径小于2mm的渣料通过输送管进入渣处理单元的渣箱；
步骤二，渣处理工艺：经过渣破碎后粒径小于2mm的渣料从渣箱通过输送机四进入连续搅拌槽，经连续搅拌槽搅拌均匀后，在混料管中与工业供水管供应的工业水进行混合后形成料浆进入反应槽，所述反应槽中产生氢气被通过空气通入管通入的空气稀释，避免氢气聚集，同时还可以强化料浆的搅拌效果，产生的氨气通过生物除氨净化器净化达标后与稀释后氢气通过管道排入大气；若产生氢气和氨气超标时，反应槽和混料管周围的气体探测警报器就会发出警报，提醒操作人员检查处理；冬季处理渣时，可以用热空气稀释氢气，避免氢气聚集，同时保持反应槽内有足够的温度，强化反应的程度和速度，这样就完全消除了渣浆中的活性物质，使渣转变为无反应性的惰性无害物；从反应槽排出的失去活性的渣浆通过搅拌保持槽缓冲并添加聚合物(聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物)后进入离心过滤机进行固液分离，离心过滤机分离出来的无害固体渣送渣场；离心过滤机分离出来的废水送废水集中处理厂。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺，其特征在于：包括渣破碎工艺和渣处理工艺，具体工艺包括如下：
步骤一，渣破碎工艺：将固体渣块先用碎石机破碎至小于150mm的渣块，然后通过格栅进入缓冲料仓，缓冲料仓中的渣块通过下方的输送机一进入颚式破碎机，在此过程中，将金属镁块挑拣并收集于金属镁收集仓中；输送机一上的磁选机将磁性物质吸附到磁选机，然后将其回收；从颚式破碎机出来的粒径小于25mm的渣料通过输送机二进入涡电流分选机；从涡电流分选机出口一分离出来的粒径小于25mm的镁粒进入金属镁收集仓，从涡电流分选机出口二出来的粒径小于25mm的渣粒进入双层振动筛；上层振动筛筛上粒径为15-25mm的渣料通过输送机三进入颚式破碎机；下层振动筛筛上粒径为2-15mm的渣料通过输送管进入锥形破碎机中，锥形破碎机口出来的粒径为小于2mm渣料通过输送管进入上层振动筛；下层振动筛筛下粒径小于2mm的渣料通过输送管进入渣处理单元的渣箱；
步骤二，渣处理工艺：经过渣破碎后粒径小于2mm的渣料从渣箱通过输送机四进入连续搅拌槽，经连续搅拌槽搅拌均匀后，在混料管中与工业供水管供应的工业水进行混合后形成料浆进入反应槽，反应槽中产生氢气被通过空气通入管通入的空气稀释，避免氢气聚集，同时还可以强化料浆的搅拌效果，产生的氨气通过除氨净化器净化达标后与稀释后氢气通过管道排入大气；若产生氢气和氨气超标时，反应槽和混料管周围的气体探测警报器就会发出警报，提醒操作人员检查处理；冬季处理渣时，可以用热空气稀释氢气，避免氢气聚集，同时保持反应槽内有足够的温度，强化反应的程度和速度，这样就完全消除了渣浆中的活性物质，使渣转变为无反应性的惰性无害物；从反应槽排出的失去活性的渣浆通过搅拌保持槽缓冲并添加聚合物后进入离心过滤机进行固液分离，离心过滤机分离出来的无害固体渣送渣场；离心过滤机分离出来的废水送废水集中处理厂。
2.根据权利要求1所述的一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺，其特征在于：所述除氨净化器为生物除氨净化器。
3.根据权利要求1所述的一种电解镁生产中固体废渣的处理工艺，其特征在于：所述聚合物为聚合氯化铝和聚丙烯酰胺的混合物。
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2020
- 2020-08-31 CN CN202010897084.9A patent/CN112077118A/zh active Pending
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