CN215249605U - 一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统。系统包括大修渣处理模块、破氰沉氟模块、铝灰处理模块、冰晶石合成模块，大修渣处理模块通过破氰沉氟模块与铝灰处理模块连接，大修渣处理模块和铝灰处理模块均与冰晶石合成模块连接。本实用新型通过对大修渣与铝灰分别进行无害化处理，将大修渣中的氟和铝灰中的铝进行回收，并生产合成冰晶石返回铝电解槽，既实现了有害废渣的资源化回收，又降低了电解铝的生产成本。

Description

一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统

技术领域

本实用新型涉及电解铝固废处理技术领域，尤其涉及一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统。

背景技术

随着我国铝产量的提高，大修渣的外排量也在逐年增加，每生产1吨铝约排放15-25kg大修渣。大修渣是铝电解生产中不可避免的固体危险废弃物，其中主要的有毒物质是可溶氟化物和氰化物，它们对环境包括土壤、水域和大气危害极大。

大修渣的处理主要有火法和湿法两种。火法在一定程度上可实现氟化物的脱除与回收，但由于其投资大，系统运行不稳定的原因，限制了其进一步的工业化应用与发展。湿法是通过水浸或碱浸或酸浸等方法，将大修渣中的有害物质如F和CN浸出，然后再进行分步处理，但其中的电解质如氟化钠等没有得到有效的回收利用，从而不具备较好的经济性。

铝灰是铝电解过程中产生的一种漂浮于电解槽铝液上的浮渣。铝灰主要分为一次铝灰(白灰)和二次铝灰(黑灰)。一次铝灰是原生铝生产铝过程中所产生的铝渣，其主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达30-70％。二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂，主要包含少量的铝(含量10wt％以下)，盐熔剂(10％以上)，氧化物和氮化铝(含量在15-30wt％)。铝灰是一种很好的资源，但一直没得到足够重视，污染环境，变成危废，二次铝灰中含有大量的氧化铝，氮化铝和盐，利用价值很高，因此寻找一种二次铝灰资源综合利用的好方法意义重大。

中国专利CN207394865提供了一种铝电解槽大修渣的处理系统，包括预处理站、粉磨站、水泥窑焚烧处理炉系统和废气处理系统，中国专利CN204866824提供了一种铝电解槽大修渣资源化无害化处理系统，包括第一反应仓、第二反应仓、第三反应仓、碱液仓、浮选装置和固液分离装置，上述系统整体程序复杂，占地面积大，且破碎粉磨使用传统工艺，铝电解槽大修渣不易达到进一步除氟除氰粒径要求或增加操作时间。

目前，大修渣和铝灰均分开进行处理，并分别得到相应的最终产物，单一生产的工艺流程长，产品出路比较困难，从而无法获得较好的经济利益。将二者中有价值的成分回收后进行结合生产得到新的产品，将得到的产品重新利用于电解铝中，将有效地实现有害废渣的资源化回收，且降低电解铝的生产成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统。根据本实用新型的回收冰晶石的系统，通过对大修渣与铝灰分别进行无害化处理，将大修渣中的氟和铝灰中的铝进行回收，并生产合成冰晶石返回铝电解槽，既实现了有害废渣的资源化回收，又降低了电解铝的生产成本，本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，系统包括大修渣处理模块、破氰沉氟模块、铝灰处理模块、冰晶石合成模块，所述大修渣处理模块通过所述破氰沉氟模块与所述铝灰处理模块连接，所述大修渣处理模块和所述铝灰处理模块均与所述冰晶石合成模块连接。

优选的，所述大修渣处理模块包括大修渣破碎球磨装置、大修渣水浸槽、第一压滤机、大修渣酸浸槽、第三压滤机和HF吸收装置，所述大修渣破碎球磨装置通过第一提升机与所述大修渣水浸槽连接，所述大修渣水浸槽的出料口与所述第一压滤机连接，所述第一压滤机的出料口通过第三提升机与所述大修渣酸浸槽连接，所述第一压滤机的出液口与所述破氰沉氟模块连接，所述大修渣酸浸槽的出料口与所述第三压滤机连接，所述大修渣酸浸槽的出气口与所述HF吸收装置连接，所述HF吸收装置的出液口与所述冰晶石合成模块连接。

优选的，所述破氰沉氟模块包括破氰沉氟槽和破氰沉氟压滤机，所述破氰沉氟槽的进料口与所述第一压滤机的出液口连接，所述破氰沉氟槽的出料口与所述破氰沉氟压滤机连接，所述破氰沉氟压滤机的出料口与所述铝灰处理模块连接。

优选的，所述铝灰处理模块包括铝灰破碎球磨装置、铝灰水浸槽、第二压滤机、铝灰碱浸槽和第四压滤机，所述铝灰破碎球磨装置通过第二提升机与所述铝灰水浸槽连接，所述铝灰水浸槽的出料口与所述第二压滤机连接，所述第二压滤机的出料口通过第四提升机与所述铝灰碱浸槽连接，所述铝灰碱浸槽的进液口与所述破氰沉氟模块连接，所述铝灰碱浸槽的出液口与所述冰晶石合成模块连接。

优选的，所述冰晶石合成模块包括冰晶石合成装置、冰晶石分离装置、冰晶石输送机和干燥机，所述冰晶石合成装置的进料口分别与所述HF吸收装置和第四压滤机连接，所述冰晶石合成装置的出料口与所述冰晶石分离装置连接，所述冰晶石分离装置的出料口通过所述冰晶石输送机与所述干燥机连接。

本实用新型采用的上述技术方案，具有如下显著效果：

(1)本实用新型对大修渣和铝灰分别进行无害化处理，大修渣中可溶性氟可通过沉淀得到氟化钙产品，难溶性氟可通过酸浸工序得到氢氟酸作为合成冰晶石的原料；铝灰中的有害物质氮化铝处理后可作为铝源进行冰晶石的合成。通过将大修渣和铝灰进行联合处理，分别回收大修渣中的氟和铝灰中的铝用来合成冰晶石，冰晶石可返回电解槽进行利用，不仅实现了废渣的无害化和较大价值的资源化回收，还降低了电解铝的生产成本；

(2)本实用新型大修渣水浸处理时形成强碱性溶液，强碱性溶液可用于铝灰处理系统的碱浸工序，与铝灰中铝成分如铝、氧化铝以及氮化铝发生反应，在回收铝的同时也去除了铝灰中的主要有害成分氮化铝，避免了单独处理铝灰时大量碱液的消耗，大大降低了铝灰的处理成本，同时实现了铝成分的充分回收利用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

1-大修渣破碎球磨装置；2-铝灰破碎球磨装置；31-第一提升机；32-第二提升机；33-第三提升机；34-第四提升机；4-大修渣水浸槽；5-大修渣酸浸槽；6-铝灰水浸槽；7-铝灰碱浸槽；81-第一压滤机；82-第二压滤机；83-第三压滤机；84-第四压滤机；85-破氰沉氟压滤机；9-HF吸收装置；10-冰晶石合成装置；11-破氰沉氟槽；12-冰晶石分离装置；13-冰晶石输送机；14-干燥机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1所示，根据本实用新型的一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，系统包括大修渣处理模块、破氰沉氟模块、铝灰处理模块、冰晶石合成模块，大修渣处理模块通过破氰沉氟模块与铝灰处理模块连接，大修渣处理模块和铝灰处理模块均与冰晶石合成模块连接。

大修渣处理模块包括大修渣破碎球磨装置1、大修渣水浸槽4、第一压滤机81、大修渣酸浸槽5、第三压滤机83和HF吸收装置9，大修渣破碎球磨装置1通过第一提升机31与大修渣水浸槽4连接，大修渣水浸槽4的出料口与第一压滤机81连接，第一压滤机81的出料口通过第三提升机33与大修渣酸浸槽5连接，第一压滤机81的出液口与破氰沉氟模块连接，大修渣酸浸槽5的出料口与第三压滤机83连接，大修渣酸浸槽5的出气口与HF吸收装置9连接，HF吸收装置9的出液口与冰晶石合成模块连接。

破氰沉氟模块包括破氰沉氟槽11和破氰沉氟压滤机85，破氰沉氟槽11的进料口与第一压滤机81的出液口连接，破氰沉氟槽11的出料口与破氰沉氟压滤机85连接，破氰沉氟压滤机85的出料口与铝灰处理模块连接。

铝灰处理模块包括铝灰破碎球磨装置2、铝灰水浸槽6、第二压滤机82、铝灰碱浸槽7和第四压滤机84，铝灰破碎球磨装置2通过第二提升机32与铝灰水浸槽6连接，铝灰水浸槽6的出料口与第二压滤机82连接，第二压滤机82的出料口通过第四提升机34与铝灰碱浸槽7连接，铝灰碱浸槽7的进液口与破氰沉氟模块连接，铝灰碱浸槽7的出液口与冰晶石合成模块连接。

冰晶石合成模块包括冰晶石合成装置10、冰晶石分离装置12、冰晶石输送机13和干燥机14，冰晶石合成装置10的进料口分别与HF吸收装置9和第四压滤机84连接，冰晶石合成装置10的出料口与冰晶石分离装置12连接，冰晶石分离装置12的出料口通过冰晶石输送机13与干燥机14连接。

本实用新型在使用时，将大修渣和铝灰分别通过大修渣破碎球磨装置1和铝灰破碎球磨装置2进行破碎球磨，大修渣破碎球磨装置1通过第一提升机31将物料输送至大修渣水浸槽4水浸工序，铝灰破碎球磨装置2通过第二提升机32将物料输送至铝灰水浸槽6进行水浸工序，水浸工序结束后，大修渣水浸槽4将浆料通过泵输送至第一压滤机81进行固液分离得到大修渣水浸液和大修渣水浸渣，铝灰水浸槽6通过泵输送至第二压滤机82进行固液分离得到铝灰水浸液和铝灰水浸渣。大修渣水浸液通过泵输送至破氰沉氟槽11进行破氰和沉氟处理，然后将破氰沉氟槽的产物通过泵输送至第五压滤机85进行固液分离，得到氟化钙产品和破氰沉氟后液，破氰沉氟后液通过泵输送至铝灰碱浸槽7以备碱浸；铝灰水浸液送回铝灰水浸槽6进行循环浸出使用。将得到的大修渣水浸渣通过第三提升机33输送至大修渣酸浸槽5进行酸浸工序，铝灰水浸渣通过第四提升机34输送至铝灰碱浸槽7进行碱浸工序，再将大修渣酸浸槽得到的料浆通过泵输送至第三压滤机83得到大修渣酸浸液和大修渣酸浸渣，铝灰碱浸槽得到的料浆通过泵输送至第四压滤机84进行固液分离得到铝灰碱浸液和铝灰碱浸渣。大修渣酸浸渣和铝灰碱浸渣即达到无害化，大修渣酸浸液返回大修渣酸浸槽5循环浸出，铝灰碱浸液通过泵输送至冰晶石合成装置10，大修渣酸浸槽5反应得到的HF经HF吸收装置9吸收后得到氢氟酸溶液，再通过泵输送至冰晶石合成装置10，再进行冰晶石合成反应，得到冰晶石浆料。将冰晶石浆料经冰晶石分离装置12固液分离，通过冰晶石输送机13送至干燥机14进行干燥，即得到冰晶石产品。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，其特征在于：包括大修渣处理模块、破氰沉氟模块、铝灰处理模块、冰晶石合成模块，所述大修渣处理模块通过所述破氰沉氟模块与所述铝灰处理模块连接，所述大修渣处理模块和所述铝灰处理模块均与所述冰晶石合成模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，其特征在于：所述大修渣处理模块包括大修渣破碎球磨装置、大修渣水浸槽、第一压滤机、大修渣酸浸槽、第三压滤机和HF吸收装置，所述大修渣破碎球磨装置通过第一提升机与所述大修渣水浸槽连接，所述大修渣水浸槽的出料口与所述第一压滤机连接，所述第一压滤机的出料口通过第三提升机与所述大修渣酸浸槽连接，所述第一压滤机的出液口与所述破氰沉氟模块连接，所述大修渣酸浸槽的出料口与所述第三压滤机连接，所述大修渣酸浸槽的出气口与所述HF吸收装置连接，所述HF吸收装置的出液口与所述冰晶石合成模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，其特征在于：所述破氰沉氟模块包括破氰沉氟槽和破氰沉氟压滤机，所述破氰沉氟槽的进料口与所述第一压滤机的出液口连接，所述破氰沉氟槽的出料口与所述破氰沉氟压滤机连接，所述破氰沉氟压滤机的出料口与所述铝灰处理模块连接。

4.根据权利要求3所述的一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，其特征在于：所述铝灰处理模块包括铝灰破碎球磨装置、铝灰水浸槽、第二压滤机、铝灰碱浸槽和第四压滤机，所述铝灰破碎球磨装置通过第二提升机与所述铝灰水浸槽连接，所述铝灰水浸槽的出料口与所述第二压滤机连接，所述第二压滤机的出料口通过第四提升机与所述铝灰碱浸槽连接，所述铝灰碱浸槽的进液口与所述破氰沉氟模块连接，所述铝灰碱浸槽的出液口与所述冰晶石合成模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的系统，其特征在于：所述冰晶石合成模块包括冰晶石合成装置、冰晶石分离装置、冰晶石输送机和干燥机，所述冰晶石合成装置的进料口分别与所述HF吸收装置和第四压滤机连接，所述冰晶石合成装置的出料口与所述冰晶石分离装置连接，所述冰晶石分离装置的出料口通过所述冰晶石输送机与所述干燥机连接。

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