電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)及處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)及處理方法，旨在解決現(xiàn)有的廢陰極碳?jí)K回收率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、回收成本高的技術(shù)問(wèn)題。該處理系統(tǒng)包括高溫旋風(fēng)爐和干法凈化裝置，所述高溫旋風(fēng)爐包括爐體、燃燒器和換熱器。該處理方法為：先將電解鋁廢陰極碳?jí)K破碎成粉料；所得的粉料通過(guò)高溫旋風(fēng)爐添加助燃劑燃燒；燃燒產(chǎn)生的煙氣通過(guò)換熱器為高溫旋風(fēng)爐的二次進(jìn)風(fēng)提供預(yù)熱后，通過(guò)干法凈化裝置得到凈化。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)廢陰極碳?jí)K中電解質(zhì)的高純度回收；充分利用了粉料燃燒產(chǎn)生的熱能，降低了生產(chǎn)能耗、避免了能源的浪費(fèi)；該方法操作簡(jiǎn)便、節(jié)能環(huán)保，能夠?qū)崿F(xiàn)廢陰極碳?jí)K的資源化回收利用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中的固廢處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，陰極內(nèi)襯及其他筑爐材料長(zhǎng)期受鈉、電解質(zhì)和鋁的侵蝕而吸收大量含氟鹽，同時(shí)侵蝕過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力作用會(huì)使電解槽變形和內(nèi)襯破損，電解槽在運(yùn)行到一定壽命(6?8年)時(shí)必須進(jìn)行大修，大修時(shí)電解槽內(nèi)襯就要更換，包括底陰極碳?jí)K、耐火磚、保溫磚和防滲材料和側(cè)部碳化硅磚。因此在原鋁生產(chǎn)、鑄造過(guò)程中和電解槽大修過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢陰極碳?jí)K、廢保溫磚、廢耐火材料和廢陰極方鋼等固體廢棄物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)和鑄造一噸鋁，大約產(chǎn)生20?30kg廢陰極，2013年，我國(guó)原鋁產(chǎn)量達(dá)2000萬(wàn)噸，約占全球總產(chǎn)量的45%，產(chǎn)生廢舊碳陰極排放量達(dá)40萬(wàn)噸。陰極碳?jí)K的原始組成為無(wú)煙煤和浙青粘結(jié)劑。在電解過(guò)程中，由于受到熱作用、化學(xué)作用、機(jī)械沖蝕作用、電作用、鈉和電解質(zhì)的滲透等引起的熔鹽反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)，鋁電解槽中的陰極碳?jí)K使用一定時(shí)間后會(huì)破損。廢陰極炭塊中一般含有C、NaF, Na3AlF6, A1F3、CaF2, Al2O3等成分，其中含C約50%?70%、電解質(zhì)氟化物約50%?30%、氰化物約為0.2%。
[0003]目前對(duì)廢陰極碳?jí)K的處理主要有焙燒法、浮選法和硫酸分解法，這些方法可以回收廢陰極碳?jí)K中的一部分電解質(zhì)和碳粉。但浮選法和硫酸分解法無(wú)法去除廢陰極碳?jí)K中的氰化物，氰化物和部分氟化物進(jìn)入廢液易造成二次污染；采用焙燒法將廢陰極碳?jí)K中的碳作為燃料回收，燃燒產(chǎn)生的熱量難以有效利用，造成大量的能源浪費(fèi)，且無(wú)法達(dá)到焙燒過(guò)程中的嚴(yán)格溫度控制的要求。針對(duì)現(xiàn)有的廢陰極碳?jí)K回收方法回收率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重、回收成本高的問(wèn)題，研究一種高效、節(jié)能、環(huán)保的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理工藝是極有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種回收利用率高、成本低且節(jié)能環(huán)保的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)及處理方法。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)包括高溫旋風(fēng)爐和干法凈化裝置，所述高溫旋風(fēng)爐包括爐體、燃燒器和換熱器；
所述爐體上部設(shè)有原料箱、下部設(shè)有燃燒室，所述原料箱和所述燃燒室之間通過(guò)進(jìn)料通道相連通，在所述進(jìn)料通道上設(shè)有進(jìn)料閥，所述燃燒室設(shè)有進(jìn)風(fēng)口、煙氣管道和排料口，在所述進(jìn)風(fēng)口上設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；所述燃燒器設(shè)置于所述燃燒室的下方；
所述換熱器設(shè)置于所述燃燒室的外部，包括冷風(fēng)進(jìn)口、熱風(fēng)出口、高溫?zé)煔膺M(jìn)口和低溫?zé)煔獬隹冢鰺犸L(fēng)出口與所述燃燒室的進(jìn)風(fēng)口對(duì)應(yīng)連通，所述高溫?zé)煔膺M(jìn)口與所述燃燒室的煙氣管道對(duì)應(yīng)連通；所述低溫?zé)煔獬隹谂c所述干法凈化裝置相連通。
[0006]采用上述電解鋁廢陰極碳?jí)K處理系統(tǒng)的有益效果在于，使用高溫旋風(fēng)爐，能夠使廢陰極碳?jí)K破碎后的粉料充分燃燒，實(shí)現(xiàn)廢陰極碳?jí)K中電解質(zhì)的高純度回收；燃燒后的煙氣被換熱器循環(huán)利用，為旋風(fēng)爐的二次進(jìn)風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，充分利用了燃燒產(chǎn)生的熱能，降低了生產(chǎn)能耗、避免了能源的浪費(fèi)；高溫旋風(fēng)爐排出的廢氣通過(guò)干法凈化裝置，能夠去除廢氣中的有害物質(zhì)，將凈化后的無(wú)害氣體排出，確保不污染環(huán)境，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)；該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便、節(jié)能環(huán)保，能夠?qū)崿F(xiàn)廢陰極碳?jí)K的資源化回收利用，適于規(guī)?；a(chǎn)和應(yīng)用。
[0007]優(yōu)選的，所述干法凈化裝置包括集煙管、吸附反應(yīng)單元和氣固分離單元，所述集煙管與所述換熱器的低溫?zé)煔獬隹诿芊膺B接，所述吸附反應(yīng)單元包括依次相連通的煙氣入口段、圓錐形收縮段、圓柱形喉道、圓錐形煙氣擴(kuò)散段，在所述煙氣入口段設(shè)有一次吸附劑輸入口，在所述煙氣擴(kuò)散段設(shè)有二次吸附劑輸入口 ；所述氣固分離單元包括除塵器和引風(fēng)機(jī)，所述除塵器的下部含塵煙氣進(jìn)口與所述吸附分離單元的煙氣擴(kuò)散段密封連接，所述引風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述除塵器的凈氣出口處。
[0008]優(yōu)選的，所述一次吸附劑為載氟氧化鋁，所述二次吸附劑為新鮮氧化鋁。
[0009]優(yōu)選的，所述布袋除塵器為低壓脈沖長(zhǎng)袋除塵器。
[0010]優(yōu)選的，所述引風(fēng)機(jī)為離心引風(fēng)機(jī)。
[0011]上述干法凈化裝置采用二次吸附技術(shù)，首先使用活性相對(duì)較差的載氟氧化鋁作為吸附劑與含氟濃度高的煙氣進(jìn)行第一次吸附反應(yīng)，去除煙氣中一部分氟化物；然后再用活性更高的新鮮氧化鋁對(duì)煙氣中剩余的氟化物進(jìn)行第二次吸附反應(yīng)，從而獲得更高的氟凈化效率，同時(shí)能夠節(jié)省吸附劑的使用量，降低生產(chǎn)成本。上述吸附反應(yīng)單元的整體結(jié)構(gòu)為文丘里管結(jié)構(gòu)，當(dāng)煙氣通過(guò)圓柱形喉道進(jìn)入圓錐形煙氣擴(kuò)散段時(shí)，會(huì)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)(文丘里效應(yīng)的原理是:當(dāng)風(fēng)吹過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面上方端口附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用并導(dǎo)致空氣的流動(dòng))，能夠達(dá)到更好的吸附效果。
[0012]優(yōu)選的，所述高溫旋風(fēng)爐還包括設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)部的溫度傳感器和壓力傳感器。
[0013]優(yōu)選的，所述高溫旋風(fēng)爐還包括PLC控制器，所述PLC控制器的輸入端與所述溫度傳感器和壓力傳感器相連接，所述PLC控制器的輸出端與所述進(jìn)料閥和所述風(fēng)量調(diào)節(jié)閥相連接。
[0014]采用上述PLC控制器，能夠根據(jù)溫度傳感器和壓力傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，對(duì)高溫旋風(fēng)爐內(nèi)部的溫度和壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)控制所述進(jìn)料閥和所述風(fēng)量調(diào)節(jié)閥對(duì)高溫旋風(fēng)爐的給料量和風(fēng)量，調(diào)節(jié)高溫旋風(fēng)爐內(nèi)部的溫度和壓力，使高溫旋風(fēng)爐處于所需的工作狀態(tài)，大幅提高了高溫旋風(fēng)爐的溫度和壓力的控制精度，并且整個(gè)操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，能夠減少人工操作、降低勞動(dòng)強(qiáng)度。
[0015]本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法包括下列步驟:
(1)將電解鋁廢陰極碳?jí)K進(jìn)行鄂破、球磨后得到粒度為50目?200目的粉料；
(2)將步驟(I)所得的粉料加入到所述電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)中的高溫旋風(fēng)爐內(nèi)，添加助燃劑使該粉料中的碳粉充分燃燒，所述助燃劑的添加量為所述粉料質(zhì)量的3 ?5%0 ；
(3)步驟(2)中粉料燃燒所得的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)所述換熱器，為所述高溫旋風(fēng)爐二次進(jìn)風(fēng)提供預(yù)熱后，轉(zhuǎn)化為低溫?zé)煔猓?br> (4)收集步驟(2)粉料充分燃燒后從所述高溫旋風(fēng)爐排料口排出的電解質(zhì)； (5)步驟(3)中所述低溫?zé)煔膺M(jìn)入所述干法凈化裝置中的吸附反應(yīng)單元，在吸附反應(yīng)過(guò)程中加入的一次吸附劑載氟氧化鋁的固氣比為20?30g/m3，加入的二次吸附劑新鮮氧化鋁的固氣比為5?15g/m3 ；
(6)經(jīng)過(guò)步驟(5)吸附反應(yīng)后得到的含塵煙氣通過(guò)所述氣固分離單元，凈化后的氣體排出，分離的載氟氧化鋁作為吸附分離單元中的一次吸附劑循環(huán)使用。
[0016]步驟(2)中所述助燃劑由硝酸鹽、高錳酸鉀、氧化鈣、氧化鐵和淀粉組成，其中各組分所占質(zhì)量百分比為:硝酸鹽I?3%、高錳酸鉀18?45%、氧化鈣4?7%、氧化鐵4?8%，余量為淀粉。
[0017]步驟(2)中所述高溫旋風(fēng)爐燃燒室壓力為-10?10Pa，工作溫度范圍為750°C?800°C，溫度控制精度在±5°C。
[0018]本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法的有益效果在于，采用高溫旋風(fēng)爐對(duì)廢陰極碳?jí)K破碎后的粉料進(jìn)行燃燒，加入助燃劑能夠使燃燒更加充分，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢陰極碳?jí)K中電解質(zhì)的高純度回收；燃燒后的煙氣被換熱器循環(huán)利用，為旋風(fēng)爐的二次進(jìn)風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱，充分利用了燃燒產(chǎn)生的熱能，降低了生產(chǎn)能耗、避免了能源的浪費(fèi)；高溫旋風(fēng)爐排出的廢氣通過(guò)干法凈化裝置，能夠去除廢氣中的有害物質(zhì)，將凈化后的無(wú)害氣體排出，確保不污染環(huán)境，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)；該方法操作簡(jiǎn)便、節(jié)能環(huán)保，能夠?qū)崿F(xiàn)廢陰極碳?jí)K的資源化回收利用，對(duì)于電解鋁生產(chǎn)領(lǐng)域降低固廢物處理成本有著重要的作用。
[0019]對(duì)于本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)及其作用與效果，以及本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法的具體操作步驟及流程，將在下面結(jié)合附圖作出進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)的示意圖。
[0021]圖2是本發(fā)明電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)中高溫旋風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是圖2中區(qū)域B的放大圖。
[0023]圖4是圖2的A-A視圖。
[0024]其中，I為高溫旋風(fēng)爐；2為爐體；3為燃燒器；4為換熱器；5為原料箱；6為燃燒室；7為進(jìn)料閥；8為進(jìn)風(fēng)口 ；9為煙氣管道；10為排料口 ；11為冷風(fēng)進(jìn)口 ；12為熱風(fēng)出口 ；13為高溫?zé)煔膺M(jìn)口 ；14為低溫?zé)煔獬隹?；15為集煙管；16為煙氣入口段；17為收縮段；18為喉道；19為煙氣擴(kuò)散段；20為除塵器；21為含塵煙氣進(jìn)口 ；22為凈氣出口。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面的實(shí)施例只是用來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0026]實(shí)施例1:一種電解鋁廢陰極碳?jí)K處理系統(tǒng)，如圖f圖4所示，包括高溫旋風(fēng)爐I和干法凈化裝置，所述高溫旋風(fēng)爐I包括爐體2、燃燒器3和換熱器4 ;所述爐體2上部設(shè)有原料箱5、下部設(shè)有燃燒室6，所述原料箱5和所述燃燒室6之間通過(guò)進(jìn)料通道相連通，在所述進(jìn)料通道上設(shè)有進(jìn)料閥7，所述燃燒室6設(shè)有進(jìn)風(fēng)口 8、煙氣管道9和排料口 10，在所述進(jìn)風(fēng)口 8上設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；所述燃燒器3設(shè)置于所述燃燒室6的下方；所述換熱器4設(shè)置于所述燃燒室6的外部，包括冷風(fēng)進(jìn)口 11、熱風(fēng)出口 12、高溫?zé)煔膺M(jìn)口 13和低溫?zé)煔獬隹?4，所述熱風(fēng)出口 12與所述燃燒室6的進(jìn)風(fēng)口 8對(duì)應(yīng)連通，所述高溫?zé)煔膺M(jìn)口 13與所述燃燒室6的煙氣管道9對(duì)應(yīng)連通；所述低溫?zé)煔獬隹?14與所述干法凈化裝置相連通。
[0027]所述干法凈化裝置包括集煙管15、吸附反應(yīng)單元和氣固分離單元，所述集煙管15與所述換熱器4的低溫?zé)煔獬隹?14密封連接，所述吸附反應(yīng)單元包括依次相連通的煙氣入口段16、圓錐形收縮段17、圓柱形喉道18、圓錐形煙氣擴(kuò)散段19，在所述煙氣入口段16設(shè)有一次吸附劑輸入口，在所述煙氣擴(kuò)散段19設(shè)有二次吸附劑輸入口 ；所述氣固分離單元包括除塵器20和引風(fēng)機(jī)，所述除塵器20的下部含塵煙氣進(jìn)口 21與所述吸附分離單元的煙氣擴(kuò)散段19密封連接，所述引風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述除塵器20的凈氣出口 22處。所述一次吸附劑為載氟氧化鋁，所述二次吸附劑為新鮮氧化鋁。所述除塵器20為低壓脈沖長(zhǎng)袋除塵器。所述引風(fēng)機(jī)為離心引風(fēng)機(jī)。
[0028]所述高溫旋風(fēng)爐I還包括設(shè)置于所述燃燒室6內(nèi)部的溫度傳感器和壓力傳感器。所述高溫旋風(fēng)爐I還包括PLC控制器，所述PLC控制器的輸入端與所述溫度傳感器和壓力傳感器相連接，所述PLC控制器的輸出端與所述進(jìn)料閥和所述風(fēng)量調(diào)節(jié)閥相連接。
[0029]所述電解鋁廢陰極碳?jí)K處理系統(tǒng)的工作方式如下:
將電解鋁廢陰極炭塊破碎成所需粒度的粉料后，輸送到高溫旋風(fēng)爐I的原料箱5內(nèi)，在高溫旋風(fēng)爐I工作前，通過(guò)燃燒器3對(duì)高溫旋風(fēng)爐I進(jìn)行烘爐和升溫，溫度達(dá)到750?800°C時(shí)，即可進(jìn)入工作狀態(tài)。粉料由原料箱5進(jìn)入燃燒室6的同時(shí)，外界冷風(fēng)從冷風(fēng)進(jìn)口 11進(jìn)入換熱器4，經(jīng)過(guò)預(yù)熱后由進(jìn)風(fēng)口 8進(jìn)入燃燒室6，形成高速熱風(fēng)帶動(dòng)粉料在燃燒室6內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)燃燒，粉料充分燃燒產(chǎn)生的高純電解質(zhì)由排料口 10排出。
[0030]燃燒器3為高溫旋風(fēng)爐I補(bǔ)充部分熱量，燃燒室6內(nèi)產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣管道9進(jìn)入換熱器4的高溫?zé)煔馊肟?，在換熱器4中與外界進(jìn)入的冷風(fēng)進(jìn)行熱交換，對(duì)該冷風(fēng)進(jìn)行預(yù)熱的同時(shí)使自身的溫度降低，形成低溫?zé)煔饨?jīng)換熱器4的低溫?zé)煔獬隹?14排出，進(jìn)入干法凈化裝置的吸附反應(yīng)單元。
[0031]低溫?zé)煔庖来瓮ㄟ^(guò)吸附反應(yīng)單元的煙氣入口段16、圓錐形收縮段17、圓柱形喉道18和圓錐形煙氣擴(kuò)散段19，在煙氣入口段首先使用活性相對(duì)較差的載氟氧化鋁作為吸附劑與含氟濃度高的煙氣進(jìn)行第一次吸附反應(yīng)，去除煙氣中一部分氟化物；然后在煙氣擴(kuò)散段再用活性更高的新鮮氧化鋁對(duì)煙氣中剩余的氟化物進(jìn)行第二次吸附反應(yīng)，進(jìn)一步去除煙氣中的氟化物。該吸附反應(yīng)單元的整體結(jié)構(gòu)為文丘里管結(jié)構(gòu)，當(dāng)煙氣通過(guò)圓柱形喉道進(jìn)入圓錐形煙氣擴(kuò)散段時(shí)，會(huì)產(chǎn)生文丘里效應(yīng)(文丘里效應(yīng)的原理是:當(dāng)風(fēng)吹過(guò)阻擋物時(shí)，在阻擋物的背風(fēng)面上方端口附近氣壓相對(duì)較低，從而產(chǎn)生吸附作用并導(dǎo)致空氣的流動(dòng))，從而增強(qiáng)煙氣擴(kuò)散段的吸附效果，同時(shí)配合二次吸附技術(shù)，能夠時(shí)煙氣的氟凈化效率更高，達(dá)到99%以上。氧化鋁將煙氣中的氟化物吸附并與之反應(yīng)生成載氟氧化鋁，從吸附反應(yīng)單元排出的含有載氟氧化鋁的煙氣，再進(jìn)入氣固分離單元的除塵器中，將其中的載氟氧化鋁回收，凈化后的煙氣排出。
[0032]實(shí)施例2:—種電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法，包括下列步驟:
(1)將電解鋁廢陰極碳?jí)K進(jìn)行鄂破、球磨后得到粒度為50目?200目的粉料；
(2)將步驟(I)所得的粉料加入到所述電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)中的高溫旋風(fēng)爐內(nèi)，添加助燃劑使該粉料中的碳粉充分燃燒，所述助燃劑的添加量為所述粉料質(zhì)量的3%o。所述助燃劑由硝酸鹽、高錳酸鉀、氧化鈣、氧化鐵和淀粉組成，其中各組分所占質(zhì)量百分比為:硝酸鹽3%、高錳酸鉀40%、氧化鈣6%、氧化鐵8%，余量為淀粉；
(3)步驟(2)中粉料燃燒所得的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)所述換熱器，為所述高溫旋風(fēng)爐二次進(jìn)風(fēng)提供預(yù)熱后，轉(zhuǎn)化為低溫?zé)煔猓?br> (4)收集步驟(2)粉料充分燃燒后從所述高溫旋風(fēng)爐排料口排出的電解質(zhì)；
(5)步驟(3)中所述低溫?zé)煔膺M(jìn)入所述干法凈化裝置中的吸附反應(yīng)單元，在吸附反應(yīng)過(guò)程中加入的一次吸附劑載氟氧化鋁的固氣比為25g/m3，加入的二次吸附劑新鮮氧化鋁的固氣比為10g/m3 ；
(6)經(jīng)過(guò)步驟(5)吸附反應(yīng)后得到的含塵煙氣通過(guò)所述氣固分離單元，凈化后的氣體排出，分離的載氟氧化鋁作為吸附分離單元中的一次吸附劑循環(huán)使用。
[0033]實(shí)施例3:與實(shí)施例2的不同之處在于，步驟(2)中所述助燃劑的添加量為所述粉料質(zhì)量的5%。，所述助燃劑各組分所占質(zhì)量百分比為:硝酸鹽1%、高錳酸鉀20%、氧化鈣4%、氧化鐵5%，余量為淀粉。
[0034]實(shí)施例4:與實(shí)施例2的不同之處在于，步驟(5)中在吸附反應(yīng)過(guò)程中加入的一次吸附劑載氟氧化鋁的固氣比為20g/m3，加入的二次吸附劑新鮮氧化鋁的固氣比為15g/m3。
[0035]實(shí)施例5:與實(shí)施例3的不同之處在于，步驟(5)中在吸附反應(yīng)過(guò)程中加入的一次吸附劑載氟氧化鋁的固氣比為30g/m3，加入的二次吸附劑新鮮氧化鋁的固氣比為5g/m3。
[0036]以上實(shí)施例中所涉及的儀器設(shè)備如無(wú)特別說(shuō)明，均為常規(guī)儀器設(shè)備；所涉及的工業(yè)原料如無(wú)特別說(shuō)明，均為市售常規(guī)工業(yè)原料。
[0037]上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下，還可以對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本發(fā)明的常見(jiàn)變化范圍，在此不再一一詳述。
【權(quán)利要求】
1.一種電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括高溫旋風(fēng)爐和干法凈化裝置，所述高溫旋風(fēng)爐包括爐體、燃燒器和換熱器； 所述爐體上部設(shè)有原料箱、下部設(shè)有燃燒室，所述原料箱和所述燃燒室之間通過(guò)進(jìn)料通道相連通，在所述進(jìn)料通道上設(shè)有進(jìn)料閥，所述燃燒室設(shè)有進(jìn)風(fēng)口、煙氣管道和排料口，在所述進(jìn)風(fēng)口上設(shè)有風(fēng)量調(diào)節(jié)閥；所述燃燒器設(shè)置于所述燃燒室的下方； 所述換熱器設(shè)置于所述燃燒室的外部，包括冷風(fēng)進(jìn)口、熱風(fēng)出口、高溫?zé)煔膺M(jìn)口和低溫?zé)煔獬隹?，所述熱風(fēng)出口與所述燃燒室的進(jìn)風(fēng)口對(duì)應(yīng)連通，所述高溫?zé)煔膺M(jìn)口與所述燃燒室的煙氣管道對(duì)應(yīng)連通；所述低溫?zé)煔獬隹谂c所述干法凈化裝置相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述干法凈化裝置包括集煙管、吸附反應(yīng)單元和氣固分離單元，所述集煙管與所述換熱器的低溫?zé)煔獬隹诿芊膺B接，所述吸附反應(yīng)單元包括依次相連通的煙氣入口段、圓錐形收縮段、圓柱形喉道、圓錐形煙氣擴(kuò)散段，在所述煙氣入口段設(shè)有一次吸附劑輸入口，在所述煙氣擴(kuò)散段設(shè)有二次吸附劑輸入口 ；所述氣固分離單元包括除塵器和引風(fēng)機(jī)，所述除塵器的下部含塵煙氣進(jìn)口與所述吸附分離單元的煙氣擴(kuò)散段密封連接，所述引風(fēng)機(jī)設(shè)置于所述除塵器的凈氣出口處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一次吸附劑為載氟氧化鋁，所述二次吸附劑為氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述除塵器為低壓脈沖長(zhǎng)袋除塵器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述引風(fēng)機(jī)為離心引風(fēng)機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫旋風(fēng)爐還包括設(shè)置于所述燃燒室內(nèi)部的溫度傳感器和壓力傳感器。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫旋風(fēng)爐還包括PLC控制器，所述PLC控制器的輸入端與所述溫度傳感器和壓力傳感器相連接，所述PLC控制器的輸出端與所述進(jìn)料閥和所述風(fēng)量調(diào)節(jié)閥相連接。
8.一種電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法，其特征在于，包括下列步驟: (1)將電解鋁廢陰極碳?jí)K進(jìn)行鄂破、球磨后得到粒度為50目~200目的粉料； (2)將步驟(1)所得的粉料加入到權(quán)利要求1所述電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理系統(tǒng)中的所述高溫旋風(fēng)爐內(nèi)，添加助燃劑使該粉料中的碳粉充分燃燒，所述助燃劑的添加量為所述粉料質(zhì)量的3~5%。； (3)步驟(2)中粉料燃燒所得的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)所述換熱器，為所述高溫旋風(fēng)爐二次進(jìn)風(fēng)提供預(yù)熱后，轉(zhuǎn)化為低溫?zé)煔猓? (4)收集步驟(2)粉料充分燃燒后從所述高溫旋風(fēng)爐排料口排出的電解質(zhì)； (5)步驟(3)中所述低溫?zé)煔膺M(jìn)入所述干法凈化裝置中的吸附反應(yīng)單元，在吸附反應(yīng)過(guò)程中加入的一次吸附劑載氟氧化鋁的固氣比為20~30g/m3，加入的二次吸附劑新鮮氧化鋁的固氣比為5~15g/m3 ； (6)經(jīng)過(guò)步驟(5)吸附反應(yīng)后得到的含塵煙氣通過(guò)所述氣固分離單元，凈化后的氣體排出，分離的載氟氧化鋁作為吸附分離單元中的一次吸附劑循環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述助燃劑由硝酸鹽、高錳酸鉀、氧化鈣、氧化鐵和淀粉組成，其中各組分所占質(zhì)量百分比為:硝酸鹽I~3%、高錳酸鉀18~45%、氧化鈣4~7%、氧化鐵4~8%，余量為淀粉。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解鋁廢陰極碳?jí)K資源化處理方法，其特征在于，步驟(2)中所述高溫旋風(fēng)爐燃燒室壓力為-10~10Pa，工作溫度范圍為750V~800°C，溫度控制精度在±5°C?！?br> 【文檔編號(hào)】C25C3/08GK103851632SQ201410089371
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】王旭東, 曹?chē)?guó)法, 朱振國(guó), 袁志強(qiáng), 和清霖, 馮曉強(qiáng), 曹志偉, 劉威 申請(qǐng)人:鄭州經(jīng)緯科技實(shí)業(yè)有限公司