铝电解质炭渣资源化利用方法 |
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| 申请号 | CN202311507860.X | 申请日 | 2023-11-14 | 公开(公告)号 | CN117358348A | 公开(公告)日 | 2024-01-09 |
| 申请人 | 贵阳永亮未来新能源发展有限公司; | 发明人 | 吴才明; 吴展平; 吴小春; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及废渣资源利用技术领域，具体为 铝 电解 质炭渣资源化利用方法，包括对炭渣进行两段 破碎 ，再将破碎后的炭渣分散送入燃烧炉的内部进行燃烧，利用换 热管 对燃烧炉内部的热量置换到破碎箱的内部，最后在浮选箱的内部对 电解质 和炭粉进行分离 回收利用 。本发明通过 燃烧器 对炭渣进行高温燃烧处理，使电解质组分熔融为液态，在浮选箱中对液态电解质和炭粉进行浮选分离，通过位于上方的出料管将漂浮在上层的炭粉进行送出，通过位于下方的出料管将漂浮在下层的电解质进行送出，进而实现对电解质以及炭粉合理有效的分离收集处理，实现对铝电解质炭渣的资源化回收利用，并且有效解决了目前对于炭渣采用填埋处理方式对环境造成严重污染的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.铝电解质炭渣资源化利用方法，其特征在于：具体包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 铝电解质炭渣资源化利用方法技术领域背景技术[0002] 炭渣是铝电解过程产生的另一种有害固体废弃物，是电解槽炭素阳极被氧化而脱落的碎屑。因对电解过程会产生严重危害，需定时从电解质中捞出。平均每生产一吨原铝，会产生约6‑15kg炭渣。炭渣中除含有25‑40％的碳以外，还含有大量的大修渣，大修渣中的主要有害物质是可溶性氟化物和氰化物，长期堆积的大修渣浸出液可能会污染地表水和地下水。 [0003] 目前大修渣的处置方式主要为无害化后填埋处置，但填埋处置占地面积大、费用高，国内多数企业将渣在厂内堆存，带来严重环境风险隐患，而对铝电解危废渣的无害化处置和资源综合利用可以分为湿法处理和火法处理两大类，湿法处理工艺主要为水浸法、碱浸法、酸浸法、酸碱联合浸出法，火法处理工艺主要采用高温富氧燃烧进行无害化处理，或者是将废阴极作为可利用热值资源的碳质材料，或高温回收电解质，但无论是湿法处理还是火法处理，对于铝电解质炭渣的炭渣资源回收利用效率都较低，造成铝电解质炭渣资源回收能源消耗巨大。 发明内容[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供了铝电解质炭渣资源化利用方法，用于实现对铝电解质炭渣的资源化回收利用，并且有效解决了目前对于炭渣采用填埋处理方式对环境造成严重污染的问题。 [0005] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：铝电解质炭渣资源化利用方法，具体包括以下步骤： [0006] 步骤1：将铝电解质炭渣通入处理箱顶部的进料斗内部，利用吸尘泵配合抽尘管使吸尘架的内部产生负压，从而让进料斗内部的灰尘通过吸尘架和吸尘泵进入集尘箱的内部，炭渣经过进料斗进入破碎箱的内部，炭渣首先经过上方的破碎辊进行粗破碎，再经过下方的破碎辊进行细破碎，经过两段破碎后的炭渣落入存料箱的内部进行集中存放； [0007] 步骤2：通过气泵和提料管配合使用，对存料箱内部的炭渣抽入燃烧炉的内部，通过提料管将炭渣送入撒料架的内部后，炭渣进入撒料槽的内部，利用撒料电机的输出轴带动转动架在撒料槽的内部进行转动，进而让炭渣穿过落料网进入燃烧炉的内部，通过将炭渣更加分散的送入燃烧炉的内部，利用燃烧炉内部下方的燃烧器对炭渣进行充分燃烧； [0008] 步骤3：在燃烧炉中对炭渣进行燃烧处理时，利用换热管对燃烧炉内部的热量置换到换热槽的内部，接着利用鼓风机向换热槽的内部进行吹气，将换热管表面的热量分别通过吹风口吹入破碎箱的内部以及换热槽的底部吹入存料箱的内部，通过热空气对炭渣在破碎时进行预热处理； [0009] 步骤4：在通过燃烧炉内部下方的燃烧器对炭渣进行充分的高温燃烧处理后，电解质组分熔融为液态，液态电解质处于下层，碳粉漂浮在上层，再通过送料管将混合物送入浮选箱的内部，在浮选箱中对液态电解质和炭粉进行浮选分离，通过位于上方的出料管将漂浮在上层的炭粉进行送出，通过位于下方的出料管将漂浮在下层的电解质进行送出，完成对炭渣中电解质以及炭粉的资源化回收利用。 [0010] 优选的，所述处理箱的顶部设置有进料斗，且处理箱的一侧设置有吸尘组件，所述进料斗的底部设置有破碎箱，且破碎箱的内部设置有破碎组件，所述破碎箱的底部设置有存料箱，且存料箱的一侧设置有提料组件，所述处理箱内部的一侧设置有燃烧炉，且燃烧炉的内部与提料组件的一侧连通。 [0011] 优选的，所述燃烧炉内部的上方设置有撒料组件，且燃烧炉内部的下方设置有燃烧器，所述燃烧炉的一侧还设置有浮选箱，且浮选箱与燃烧炉之间设置有送料管，所述浮选箱一侧的上下方均设置有出料管，且两个出料管的一端均延伸至处理箱的外部。 [0012] 优选的，所述吸尘组件包括吸尘架，所述进料斗周面的上方设置有吸尘架，且吸尘架的内部与进料斗的内部连通，所述处理箱的一侧设置有吸尘泵，且吸尘泵的进气端通过抽尘管与吸尘架的内部连通，所述处理箱一侧的底部设置有集尘箱，且吸尘泵的出气端通过排尘管与集尘箱的内部连通。 [0013] 优选的，所述破碎组件包括两组破碎辊，所述破碎箱内部的两侧均设置有固定架，且固定架内部的上方和下方分别设置有两组相对转动的破碎辊。 [0015] 优选的，所述提料组件包括提料管和气泵，所述提料管位于存料箱和燃烧炉之间设置，且提料管的两端分别与存料箱以及燃烧炉的内部连通，所述提料管的顶部设置有气泵，且气泵的一端与提料管的内部连通。 [0016] 优选的，所述撒料组件包括撒料架，所述撒料架位于燃烧炉内部的上方设置，且撒料架的顶部与提料管的一端连通，所述撒料架的内部设置有撒料槽，且撒料槽的底部设置有落料网。 [0017] 优选的，所述撒料架的顶部设置有撒料电机，且撒料电机的输出轴一端延伸至撒料槽的内部，所述撒料槽的内部转动设置有转动架，且转动架的顶部与撒料电机输出轴的一端连接。 [0018] 优选的，所述燃烧炉的内部还设置有换热管，且换热管的一端延伸至破碎箱的内部，所述固定架的一侧设置有换热槽，所述换热槽内壁的一侧设置有吹风口，且换热槽的底部延伸至存料箱的内部，所述处理箱的背面设置有鼓风机，且鼓风机的一端延伸至换热槽的内部，所述换热管的一端延伸至换热槽的内部。 [0019] 与现有技术相比具备以下有益效果： [0020] 1、通过将铝电解质炭渣通入进料斗的内部，通过吸尘组件对进料斗中产生的灰尘进行抽取，降低处理箱周围空气环境的污染程度，接着通过破碎箱内部的破碎组件对炭渣进行粗细两段破碎，经过破碎后的炭渣落入存料箱中，再通过提料组件将存料箱内部破碎的炭渣抽入燃烧炉的内部，利用撒料组件将炭渣分散送入燃烧炉的内部，配合燃烧炉内部下方的燃烧器对炭渣进行充分的高温燃烧处理，使电解质组分熔融为液态，液态电解质处于下层，碳粉漂浮在上层，再通过送料管将混合物送入浮选箱的内部，在浮选箱中对液态电解质和炭粉进行浮选分离，通过位于上方的出料管将漂浮在上层的炭粉进行送出，通过位于下方的出料管将漂浮在下层的电解质进行送出，进而实现对电解质以及炭粉合理有效的分离收集处理，实现对铝电解质炭渣的资源化回收利用，并且有效解决了目前对于炭渣采用填埋处理方式对环境造成严重污染的问题。 [0021] 2、通过上下两组破碎辊对炭渣进行两段处理，炭渣首先经过上方的破碎辊进行粗破碎，再经过下方的破碎辊进行细破碎，经过两段破碎后的炭渣落入存料箱的内部进行集中存放，整个破碎过程均位于破碎箱的内部，包括炭渣在破碎后进入存料箱内部的过程均处于处理箱的内部，减少灰尘向外逸散，提高处理过程中的环保性。 [0022] 3、通过在燃烧炉的内部设置换热管，利用换热管对燃烧炉内部的热量置换到换热槽的内部，接着利用吹气泵向换热槽的内部进行吹气，将换热管表面的热量分别通过吹风口吹入破碎箱的内部以及换热槽的底部吹入存料箱的内部，通过热空气对炭渣在破碎时进行预热处理，从而让炭渣在燃烧炉内部的燃烧更加充分，实现对炭渣资源的最大化利用。附图说明 [0024] 图2为本发明实施例处理箱正面结构的示意图； [0025] 图3为本发明实施例处理箱背面结构的示意图； [0026] 图4为本发明实施例破碎箱与燃烧炉结构的示意图； [0027] 图5为本发明实施例破碎箱内部结构的示意图； [0028] 图6为本发明实施例燃烧炉内部结构的示意图； [0029] 图7为本发明实施例撒料架与转动架结构的示意图； [0030] 图8为本发明实施例固定架与换热管结构的示意图。 [0031] 图中，1、处理箱；2、进料斗；3、破碎箱；4、存料箱；5、燃烧炉；6、燃烧器；7、浮选箱；8、送料管；9、出料管；11、吸尘架；12、吸尘泵；13、集尘箱；14、破碎辊；15、固定架；16、破碎电机；17、提料管；18、气泵；21、撒料架；22、撒料槽；23、落料网；24、撒料电机；25、转动架；31、换热管；32、换热槽；33、吹风口；34、鼓风机。 具体实施方式[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。 [0033] 实施例1 [0034] 请参阅图1至图8所示，铝电解质炭渣资源化利用方法，具体包括以下步骤： [0035] 步骤1：将铝电解质炭渣通入处理箱1顶部的进料斗2内部，利用吸尘泵12配合抽尘管使吸尘架11的内部产生负压，从而让进料斗2内部的灰尘通过吸尘架11和吸尘泵12进入集尘箱13的内部，炭渣经过进料斗2进入破碎箱3的内部，炭渣首先经过上方的破碎辊14进行粗破碎，再经过下方的破碎辊14进行细破碎，经过两段破碎后的炭渣落入存料箱4的内部进行集中存放； [0036] 步骤2：通过气泵18和提料管17配合使用，对存料箱4内部的炭渣抽入燃烧炉5的内部，通过提料管17将炭渣送入撒料架21的内部后，炭渣进入撒料槽22的内部，利用撒料电机24的输出轴带动转动架25在撒料槽22的内部进行转动，进而让炭渣穿过落料网23进入燃烧炉5的内部，通过将炭渣更加分散的送入燃烧炉5的内部，利用燃烧炉5内部下方的燃烧器6对炭渣进行充分燃烧； [0037] 步骤3：在燃烧炉5中对炭渣进行燃烧处理时，利用换热管31对燃烧炉5内部的热量置换到换热槽32的内部，接着利用鼓风机34向换热槽32的内部进行吹气，将换热管31表面的热量分别通过吹风口33吹入破碎箱3的内部以及换热槽32的底部吹入存料箱4的内部，通过热空气对炭渣在破碎时进行预热处理； [0038] 步骤4：在通过燃烧炉5内部下方的燃烧器6对炭渣进行充分的高温燃烧处理后，电解质组分熔融为液态，液态电解质处于下层，碳粉漂浮在上层，再通过送料管8将混合物送入浮选箱7的内部，在浮选箱7中对液态电解质和炭粉进行浮选分离，通过位于上方的出料管9将漂浮在上层的炭粉进行送出，通过位于下方的出料管9将漂浮在下层的电解质进行送出，完成对炭渣中电解质以及炭粉的资源化回收利用。 [0039] 实施例2 [0040] 本实施例作为上述实施例1中的进一步方案补充，处理箱1的顶部设置有进料斗2，且处理箱1的一侧设置有吸尘组件，进料斗2的底部设置有破碎箱3，且破碎箱3的内部设置有破碎组件，破碎箱3的底部设置有存料箱4，且存料箱4的一侧设置有提料组件，处理箱1内部的一侧设置有燃烧炉5，且燃烧炉5的内部与提料组件的一侧连通，其中燃烧炉5的后侧还设置有供氧管和出气管，燃烧炉5内部的上方设置有撒料组件，且燃烧炉5内部的下方设置有燃烧器6，燃烧炉5的一侧还设置有浮选箱7，且浮选箱7与燃烧炉5之间设置有送料管8，浮选箱7一侧的上下方均设置有出料管9，且两个出料管9的一端均延伸至处理箱1的外部。 [0041] 需要说明的是，在对铝电解质炭渣进行资源化处理时，首先将铝电解质炭渣通入进料斗2的内部，通过吸尘组件对进料斗2中产生的灰尘进行抽取，降低处理箱1周围空气环境的污染程度，接着通过破碎箱3内部的破碎组件对炭渣进行粗细两段破碎，经过破碎后的炭渣落入存料箱4中，再通过提料组件将存料箱4内部破碎的炭渣抽入燃烧炉5的内部，利用撒料组件将炭渣分散送入燃烧炉5的内部，配合燃烧炉5内部下方的燃烧器6对炭渣进行充分的高温燃烧处理，使电解质组分熔融为液态，液态电解质处于下层，碳粉漂浮在上层，再通过送料管8将混合物送入浮选箱7的内部，在浮选箱7中对液态电解质和炭粉进行浮选分离，通过位于上方的出料管9将漂浮在上层的炭粉进行送出，通过位于下方的出料管9将漂浮在下层的电解质进行送出，进而实现对电解质以及炭粉合理有效的分离收集处理，实现对铝电解质炭渣的资源化回收利用，并且有效解决了目前对于炭渣采用填埋处理方式对环境造成严重污染的问题。 [0042] 作为本实施例中的进一步说明，吸尘组件包括吸尘架11，进料斗2周面的上方设置有吸尘架11，且吸尘架11的内部与进料斗2的内部连通，处理箱1的一侧设置有吸尘泵12，且吸尘泵12的进气端通过抽尘管与吸尘架11的内部连通，处理箱1一侧的底部设置有集尘箱13，且吸尘泵12的出气端通过排尘管与集尘箱13的内部连通。 [0043] 需要说明的是，在通过进料斗2向破碎箱3的内部送入炭渣时，利用吸尘泵12配合抽尘管使吸尘架11的内部产生负压，从而让进料斗2内部的灰尘通过吸尘架11和吸尘泵12进入集尘箱13的内部，实现对炭渣送料灰尘的自动收集处理。 [0044] 作为本实施例中的进一步说明，破碎组件包括两组破碎辊14，破碎箱3内部的两侧均设置有固定架15，且固定架15内部的上方和下方分别设置有两组相对转动的破碎辊14，其中位于上方的一组破碎辊14之间的破碎间隙大于下方的一组破碎辊14之间的破碎间隙，处理箱1的背面设置有破碎电机16，且破碎电机16的输出轴通过多个传动齿轮与两组破碎辊14之间传动连接，通过破碎电机16和多个传动齿轮之间的传动配合，使上下两组破碎辊14之间进行相对转动；利用上下两组破碎辊14对炭渣进行两段处理，炭渣首先经过上方的破碎辊14进行粗破碎，再经过下方的破碎辊14进行细破碎，经过两段破碎后的炭渣落入存料箱4的内部进行集中存放，整个破碎过程均位于破碎箱3的内部，包括炭渣在破碎后进入存料箱4内部的过程均处于处理箱1的内部，减少灰尘向外逸散，提高处理过程中的环保性。 [0045] 作为本实施例中的进一步说明，提料组件包括提料管17和气泵18，提料管17位于存料箱4和燃烧炉5之间设置，且提料管17的两端分别与存料箱4以及燃烧炉5的内部连通，提料管17的顶部设置有气泵18，且气泵18的一端与提料管17的内部连通，通过气泵18和提料管17配合使用，对存料箱4内部的炭渣抽入燃烧炉5的内部，实现对炭渣的连续送料处理。 [0046] 作为本实施例中的进一步说明，撒料组件包括撒料架21，撒料架21位于燃烧炉5内部的上方设置，且撒料架21的顶部与提料管17的一端连通，撒料架21的内部设置有撒料槽22，且撒料槽22的底部设置有落料网23，撒料架21的顶部设置有撒料电机24，且撒料电机24的输出轴一端延伸至撒料槽22的内部，撒料槽22的内部转动设置有转动架25，且转动架25的顶部与撒料电机24输出轴的一端连接。 [0047] 需要说明的是，在通过提料管17将炭渣送入撒料架21的内部后，炭渣进入撒料槽22的内部，利用撒料电机24的输出轴带动转动架25在撒料槽22的内部进行转动，进而让炭渣穿过落料网23进入燃烧炉5的内部，通过将炭渣更加分散的送入燃烧炉5的内部，利用燃烧炉5内部下方的燃烧器6对炭渣进行充分燃烧，有效提高对炭渣的燃烧效率以及对炭渣的资源化利用效果。 [0048] 实施例3 [0049] 本实施例作为上述实施例2中的进一步说明，燃烧炉5的内部还设置有换热管31，且换热管31的一端延伸至破碎箱3的内部，固定架15的一侧设置有换热槽32，换热槽32内壁的一侧设置有吹风口33，且换热槽32的底部延伸至存料箱4的内部，处理箱1的背面设置有鼓风机34，且鼓风机34的一端延伸至换热槽32的内部，换热管31的一端延伸至换热槽32的内部。 [0050] 需要说明的是，在燃烧炉5中对炭渣进行燃烧处理时，利用换热管31对燃烧炉5内部的热量置换到换热槽32的内部，接着利用鼓风机34向换热槽32的内部进行吹气，将换热管31表面的热量分别通过吹风口33吹入破碎箱3的内部以及换热槽32的底部吹入存料箱4的内部，通过热空气对炭渣在破碎时进行预热处理，从而让炭渣在燃烧炉5内部的燃烧更加充分，实现对炭渣资源的最大化利用。 [0052] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 |
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