铝电解碳渣的实用处理工艺及技术
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铝电解过程危险废物的资源化利用技术摘要:社会主义建设不断推进,社会观念随之不断变革,节约资源保护环境意识深入人心。
各类绿色节能技术受到关注,铝电解危废处理技术就是其中之一。
该技术的应用有助于提升资源利用率,以及减轻危废对环境污染,本文将围绕着铝电解过程危险废物的资源化利用技术展开分析,从铝电解废弃物分析入手,对目前常用的铝电解危险废弃物处理技术进行分析,并探索技术应用中存在的问题,展望未来技术发展方向,希望能够促进铝电解危废处理技术不断革新优化。
关键词:铝电解;危险废物;资源化利用技术引言工业生产离不开资源的消耗,金属资源对于各行业而言尤其重要,其中金属铝的消耗在所有金属中位居前列,每年都在增加。
铝电解产业能够为其他行业提供金属铝,市场前景广阔,但也造成了铝资源利用不够充分以及危废污染环境的问题。
铝电解产业生产过程中产生了大量的危险废弃物,这些危废对环境造成了极大威胁,如何对其进行处理一直是行业内的难题,目前的铝电解危废处理技术在应用过程中也存在很多问题需要解决。
1电解铝生产中的常见危险废物我国电解铝生产行业发展较快,铝电解生产过程中产生的危险废物对环境以及生产作业安全都有较大影响,因此必须做好危险废物的处理与利用工作。
当前电解铝生产时会出现的危险废物主要有如下几种:炭渣以及铝灰,废阴极材料和废槽衬形成的渣类物质,这种渣类危险废物又被称为大修渣。
进行电解铝生产时,炭渣的主要是阳极炭块在生产过程中发生电化学反应而发生脱落的产物,其含氟量较高,甚至可达百分之三十二。
而铝灰则是由于铝电解、熔铸等生产过程中,铝与氧化物反应生成的,其主要成分就是氧化铝。
大修渣的产生主要就是电解生产中由于设备、容器长期被电解液腐蚀,产生了物质脱落与氧化,大修渣的成份较为复杂,危险性也较大,后期回收及资源化利用难度也相对较大。
2国内电解铝危废处理技术2.1大修渣危废处理以及无害化技术在国内主要的铝电解大修渣的处理处置技术有: 1 )北京矿冶研究总院开发的铝电解废旧阴极无害化技术研发及产业化应用技术,采用浮选—酸浸工艺分离回收炭质材料、电解质及碳化硅粉,炭粉可返回阴极生产系统,电解质可直接返回电解槽使用,SiC-Si 3 N 4 可用于制备超细耐磨材料。
铝电解生产过程中碳渣产生的根源及应对措施郭志华(广西投资集团银海铝业有限公司,广西南宁530028)【摘要】现阶段我国大力倡导企业开展绿色生产,减少对环境的破坏。
铝电解生产属于高污染行业,根源在于大量碳素排入大气中。
碳渣的增加还对企业的生产经营构成影响,如何减少碳渣就成为当前急需解决的问题。
为此,本文对碳渣产生的根源进行探讨,分析碳渣对铝电解生产的影响,提出几点减少碳渣的措施,旨在促进企业的良性发展。
【关键词】电解铝;碳渣;应对措施【中图分类号】TF821【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2020)05-0016-020前言近年市场经济低迷,铝电解生产企业面临很大生存的压力,再加上国家加大生产企业的治理,进一步压缩了企业的生存环境。
企业要想在严峻环境下生存与发展,需要对铝电解生产模式进行改良,大幅度降低碳渣的产生,从而提高生产效率、增加收入。
1碳渣主要成分碳渣主要由碳和电解质构成,属于铝电解生产中的一种废弃物。
碳渣中含有钠、铝、氟、碳等元素,其中碳元素占比43%,氯元素占比8%,钠元素占比15%,氟元素占比29%。
元素间会发生反应,从而形成NaAlF6、AlF、Al2O3等物质。
2碳渣产生根源2.1原料质量不过关铝电解生产中使用碳素阳极,而碳素阳极是经由石油焦、沥青等原料生产而成。
石油焦中包含一定量的煤粉和杂质。
杂质中会包含多种微量元素,如钠、磷、硫等,这些元素会对阳极的性能造成影响,使其抗氧化的能力减弱。
倘若用杂质含量高的石油焦来生产阳极,那么这些铝电解过程中就会造成碳渣的生成。
阳极的另一重要生产原料———沥青,与阳极的糊料塑性之间存在紧密联系。
如若选用结焦值不达标的沥青生产阳极,待铝电解生产中会导致碳渣的产生。
2.2阳极加工不合规阳极加工工艺也影响着阳极的质量,进而影响碳素的生产。
在制备阳极过程中没有严格按照规定来执行,比如煅烧温度不足、阳极原料分布不均、阳极压实度不足、理化指标不达标等等。
铝厂废料处置方案在铝生产过程中,常常会产生大量的废料,包括氧化铝、铝渣、铸造废料等,这些废料的排放对环境造成了严重的污染和危害。
因此对铝厂废料的处理和处置成为了亟待解决的问题。
本文将介绍几种铝厂废料的处理方案和处置工艺。
氧化铝的处理方案氧化铝作为铝制品的主要原料,铝厂生产中会产生大量的氧化铝废料。
氧化铝废料的回收利用可以降低生产成本,还能够减轻环境污染。
溶解法将氧化铝废料浸泡在酸性溶液中,使其发生溶解反应,生成铝盐类物质。
再通过沉淀或电解方法分离出铝盐类物质中的铝元素,即可回收利用。
氧化还原法将氧化铝废料与还原剂混合后加热,让它们发生氧化还原反应,生成铝元素和其他物质。
然后采用沉淀或电解方法分离铝元素,去除其他杂质。
物理法采用物理方法对氧化铝废料进行处理,如破碎、筛分、洗涤等方法。
将处理后的氧化铝废料再经过分类、加工等工艺,用于制造建筑材料等其他用途。
铝渣的处理方案铝渣也是铝厂生产中产生的一种常见废料,它多为铸造废料、锅炉灰、工序废水沉淀物等。
铝渣的处理方案主要有以下几种:土工填埋采用土工填埋技术对铝渣废料进行处置。
首先将铝渣废料混合水泥、混凝土等材料,将其固化后进行填埋。
这种方法的优点是处理简单,成本低。
但如果填埋不当,会对环境造成污染和危害。
生产水泥将铝渣加热到一定温度,使其中的铝元素发生化学反应,生成水泥熟料。
加入一定量的石膏等材料后进行磨制,就可以生产出水泥。
重熔法将铝渣进行熔化加工,用干法和湿法分别热解铝渣中的有机物和水分。
再将熔化后的铝渣加以过滤、分选和提炼,最终得到纯净的铝粉末。
但重熔法的成本高,难以推广应用。
铸造废料的处理方案铸造废料也是铝厂生产中会产生的废料类型之一。
其处理方案主要有以下几种:熔融回收将废铸造材料放入熔炼炉内,与其他铸造材料进行混合。
在高温下,铸造废料中的有机物和气体等物质将被分解,生成铝及铸造材料。
经过冷却后就可以进行分类、加工。
物理分类采用物理方法对铸造废料进行分类。
INTERPRETA TION区域治理电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术研究联合泰泽环境科技发展有限公司山西分公司 贺俊杰,刘旺,晋建霞,李旭东,于壮壮摘要:随着铝电解工业的快速发展,其带来的污染问题也日益引起人们的关注,如何才能做好电解铝生产中的废物处理工作成为了相关部门应该重点研究的问题。
电解铝生产固体废物大修废渣成分较为复杂,而且其中含有大量有毒物质,如果采用普通的处理方式,将会对自然环境造成极为严重的污染。
因此在对固体废物大修渣进行处理的过程中,要采用无害化的处置技术,根据实际情况采用具有针对性的处理方法,这样才能从根本上降低废弃物对环境所造成的污染。
关键词:电解铝;固体废物;大修渣;无害化处理中图分类号:TQ172.4+4 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)44-0085-0001一、固体废物大修废渣的形成原因及其危害在生产金属铝的过程中,最为主要的一种方式就是电解铝,电解铝的主要原理是用电解溶液在氧化铝中完成单质铝电解。
在进行生产的过程中,会在电解溶液中添加一些氟化盐,氟化盐除了会直接参与到电解槽电解过程中,同时还有一部分会被电解槽的里衬所吸附。
根据相关调查研究显示,如果某工厂要生产一吨的铝,那么则会有5—6千克的氟被电解槽所吸附。
根据这一数据就不难发现,大修废渣的产生主要是由于电解厂的电解槽的大修所形成的,废渣中含有大量的氟。
所形成的废渣会对环境造成十分严重的污染,如果长此以往,不仅会污染地下水,同时铝厂周围的水资源也会受到严重污染,这不仅会影响铝厂的稳定发展,同时还会对人们的身体健康造成影响。
二、常见的工业固体废物处理方式固体废物产生的大部分原因都是由于工厂在生产的过程中所产生的,从当前的实际发展情况来看,在对固体废物进行处理的过程中,可以分为以下几种方式。
首先是直接对固体废物进行预处理,通过粉碎压缩等方式来对体积较大的固体废物进行集中化的处理,通过前期的预处理能够为后续的处理工作奠定良好的基础。
铝业分公司电解铝大修渣无害化转化方案编制:审核:批准:铝业分公司二〇一七年七月一、概况电解铝工业中,铝电解槽一般在使用5~6年后需进行大修,大修时电解槽内清除的废内衬,即为电解槽大修渣。
铝业分公司每年大修电解槽约100台(正常情况下估计最大数量),每年产生大修渣约10000t,目前主要采取转运至渣场,进行填埋处理。
但由于大修渣里面含有大量可溶性氟化物、氰化物,被国家环保部门定性为危废物。
大修渣中有害物质遇水浸出渗入地下,进入地下水,对土壤和地下水系产生严重污染。
目前国家相关部门已经明确禁止批建新的大修渣储存渣场,因此现有填埋方式不能满足国家环保相关要求。
当前,环保问题国家日益关注,企业必须有义务和责任将所产生危废物无害化转化处理或回收综合利用。
2017年,铝业分公司根据集团公司安排积极开展了大修渣无害化处理项目的前期工作,经过收集资料以及调研国内相关电解铝企业,结合分公司实际,编制了本建议方案。
二、必要性铝电解槽大修渣主要包含阴极炭块、耐火砖、扎糊、保温砖、防渗浇注料、耐火灰浆及绝热板等。
由于长期高温条件下受到电解质液的侵蚀,停槽后的大修渣中含有可溶性氟化物及氰化物,其中可溶性氟化物具有强烈的腐蚀性,属于有害物质,氰化物为剧毒物质。
大修渣中氰化物和氟化物的来源:石墨电极中粘结剂沥青中带入氰化物,电极工作时高温条件下氮气和碳的相互作用生成氰化物;电解铝生产工艺中加入的氟化铝、冰晶石的熔解渗透产生氟化物。
目前,国内电解铝企业对电解槽大修渣除部分耐火材料回收利用外,其余排放途径均基本为填沟倾倒,或露天堆放,没有妥善的处置措施。
这些大修废渣受雨水冲刷和浸泡,其中的可溶性氟浸出后进入水中,渗入地下,有可能污染土壤和地下水;另外废渣长期露天堆放,渣表面风化,形成粉尘,可产生二次扬尘,污染大气。
因此,必须依靠科技进步开展电解槽大修渣的无害化转化处理或回收综合利用,才能保证电解铝行业符合国家相关环保政策的需要,实现电解铝工业的和谐可持续发展,同时改善环境,造福社会。
铝电解生产工艺流程铝电解生产工艺流程主要包括氧化铝的制备、电解槽的构建、电解过程、铝的提取以及后续的处理和加工等几个步骤。
以下将进行详细介绍。
首先,氧化铝的制备。
铝电解的原料是氧化铝,氧化铝通常是通过矿石的粉碎、磨矿、氧化、溶解等步骤制备的。
将铝矿石经过颚式破碎机破碎成一定颗粒大小的矿石粉末,再通过球磨机进行磨矿处理,使矿石粉末的颗粒变得更细小。
接下来将磨好的矿石粉末经过氧化处理,使其中的氧化铝含量提高。
最后将氧化后的矿石粉末经过饱和溶解、澄清过滤等步骤制备成氧化铝。
其次,电解槽的构建。
电解槽是铝电解生产的关键设备,它是由一个长方形的钢壳和一系列的导电材料组成。
在电解槽内部,首先铺设一层碳块或铝块作为阴极,然后在阴极上再铺设一层导电剂。
在电解槽的上部分放置一层阳极,阳极通常由高纯度的碳块制成。
电解槽的底部装有导电氧化铝,用来提供电解质,并保持电解槽内的电导率。
然后是电解过程。
电解过程是铝电解生产的核心步骤。
首先,将制备好的氧化铝放入电解槽中,与导电氧化铝接触形成电解质。
然后将电解槽接通电源,使电解槽内形成直流电场。
通过正极的氧化反应和负极的还原反应,将铝离子从电解质中还原出铝金属,并在阴极上沉积。
同事,氧气在阳极上析出。
接下来是铝的提取。
在电解过程中,铝金属会在阴极上沉积形成铝块。
定期将铝块从电解槽中取出,经过处理和冷却后,得到商业纯度的铝金属。
最后是后续的处理和加工。
取出的铝块会进行进一步的处理和加工,如脱硫、切割、磨削、精加工等。
最终得到符合要求的铝合金材料。
总结起来,铝电解生产工艺流程包括氧化铝的制备、电解槽的构建、电解过程、铝的提取以及后续的处理和加工。
这个过程不仅能够高效地生产出优质的铝金属,而且还可以实现对废料的回收利用,具有很高的经济和环境效益。
电解铝是怎样制造的工艺
电解铝制造的工艺主要分为三个步骤:冶炼氧化铝、电解还原、熔炼铝。
1. 冶炼氧化铝:首先,将铝矿石经过磨矿、脱硅、煅烧等处理步骤,转化为氧化铝。
矿石经过粉碎和研磨后,与氢氧化钠等碱性物质反应生成含铝的氢氧化物。
随后,经过溶液的过滤、浓缩、酸化等处理,得到氢氧化铝。
最后,氢氧化铝通过高温煅烧,将其转化为氧化铝。
2. 电解还原:将氧化铝作为电解质,置于熔融状态的电解槽中。
电解槽由碳质的阴极(铝阴极)和石墨质的阳极(一般为石墨槽壁)构成。
通过向电解槽中通入电流,同时加热使氧化铝熔融,铝离子(Al3+)被还原成金属铝,在阴极上析出。
此过程中,阳极中的碳质慢慢被氧化为二氧化碳,并释放出氧气。
3. 熔炼铝:电解得到的铝通过各种方式进行处理和精炼,如除去杂质、去氢氧化物等。
最终得到的铝液可以用于铝制品的生产。
铝液可能被铸造成各种形状的铝型材,或者通过进一步的压延和轧制工艺制成铝板、铝箔等产品。
需要注意的是,电解铝的制造工艺涉及高温、高压、高电流等条件,同时也需要耗费大量的能源。
因此,铝产业在实施工艺技术改进、节能减排等方面也持续进行研究和探索,以提高生产效率和环境友好性。
电解铝厂大修渣污染分析与防治对策摘要:电解铝行业电解槽的使用寿命约为一千八百天,每五年大修一次。
大修时产生的废渣,主要包括废阴极炭块、耐火材料、保温砖和吸附附着的电解质。
大修渣中氟化物含量较高。
关键词:电解铝;大修渣;污染防治;前言:电解铝行业电解槽大修过程中产生的废渣,氟化物浸出浓度可达4000mg/L左右,属于危险废物。
通过水泥窑的协同处理方法,可以实现废渣的彻底无害化处理。
一、电解槽内衬对氟的吸附机理氟进入电解槽的吸收和吸附机理主要有以下几种:(1)阴极碳块含有16%到20%的孔隙度,电解槽通电后,氧化铝带入的钠离子析出,迅速渗透到碳衬砌中。
钠的渗入提高了电解质熔体对碳阴极的润湿性。
然后电解液熔体随孔隙渗入衬砌,将氟化物、金属、碳化铝等熔融,形成碳阴极与耐火砖之间的灰白色层。
(2)在长期使用碳衬的过程中,不可避免地会产生损伤和裂纹,导致电解液从外向内渗透渗漏,在碳衬中形成块状电解质。
(3)当碳正极材料吸附电解质饱和时,在化学和电化学力的作用下,电解质通过碳正极渗透,逐渐渗透到耐火砖层,并与耐火砖反应形成霞石。
电解质渗透到砖中,并逐渐渗透到保温层中。
(4)虽然电解槽大修时要排出金属铝液和电解液,但由于腔体不规则,腔体与腔体顶部与碳衬紧密结合,电解液的全部提取极为困难。
附着在碳衬上的电解质也极难剥离,使大修过程中附着的电解质与碳衬一起被清除。
二、铝电解槽废渣检修污染特性分析铝电解槽在使用3-5年后将进行大修,更换槽衬。
罐体内衬材料主要有耐火砖、保温砖、碳砖等。
所更换的阴极内衬材料为电解槽大修渣,约0.04t/ 台。
电解铝生产过程中,由于电解氟化盐和冰晶石的加入,每吨铝消耗约27kg的氟化盐和5kg的冰晶石。
其中一些氟化物被从大气中排出,另一部分仍在阴极内衬由于阴极内衬之间的电化学反应和高温时的阴极内衬很长一段时间,导致大修渣中的氟含量高。
抚顺铝厂电解槽大修渣的化学分析和X射线衍射分析结果表明,其中含有约70%的碳和30%的电解质。
碳渣的形成及控制措施浅析铝电解用炭素阳极,是将煅后焦、沥青、生碎和残极按照一定比例进行混合,经振动成型、高温焙烧和导杆浇铸生产出满足电解需要的组装阳极块。
在电解槽内工作过程中,炭阳极不断消耗,发生电化学反应生成CO2及CO气体和金属铝液。
因炭素原料质量、阳极加工质量、换极作业质量和电解质体系自身存在的问题,使炭阳极在电解槽中出现掉渣现象,进而溶解或漂浮于电解质表面,一、铝电解生产中碳渣形成的原因在冰晶石-氧化铝的溶盐电解预焙槽中,阳极碳块作为铝电解的心脏部分,一直被人们所关注,其质量的好坏,直接影响着电解的进行和产品的质量。
如果碳块的质量达不到要求,将在铝电解质溶液中产生过多的碳渣,对铝电解过程产生一系列不利的影响,如造成电解质电压升高,导致热槽的产生,这不但引起电解消耗的增加,而且当热槽产生时将引起铝电解生产的诸多技术经济指标恶化,同时对电解槽的寿命也有影响,就其形成原因,大致可归纳为以下几种。
1、由于阳极加工质量问题引起的掉渣.炭素材料在加工成阳极制品的过程中,其制品质量不同程度地受到工序过程中的主客观制约因素的影响,如煅烧带温度不够、成型配料不均匀、成型密实度不够,偏离焙烧工艺曲线,部分焙烧块的强度、比电阻和真比重等理化指标达不到工艺要求,在电解槽内受电解质冲刷形成掉渣,增加阳极电阻率。
2、由于原料质量问题引起的掉渣。
铝电解用炭素阳极,主要生产原料为石油焦和沥青等,部分石油焦掺杂少量煤粉和其它杂质,不同石油焦含有煤粉和其他杂质的量各不相同,品位越低的石油焦含有杂质的成分越大,杂质中含有的P、V、S等微量元素严重降低阳极的抗氧化性,生产阳极块用原料是通过掺配不同品位的石油焦和沥青等物料来实现混捏成型的,各种杂质化合物随之进入阳极,部分通过高温焙烧挥发,剩余部分成为灰份留在阳极内部,并在电解生产过程中释放在电解槽内,降低阳极的抗氧化,诱发阳极掉渣。
3、作业操作质量较差引起的掉渣。
换极作业质量十分重要,尤其在没有按照技术规范操作时,阳极也易掉渣。
铝电解生产过程中碳渣产生的根源及应对措施摘要:随着国家的发展越来越好,各个领域也在不断完善。
铝电解槽生产技术水平明显提高,电解槽生产工艺技术参数匹配的合理性也有所提高,各种电解槽生产技术指标明显提高。
因此,越来越多的企业管理者开始关注铝电解生产过程中原材料质量对电解槽运行稳定性和生产指标的影响,尤其是阳极的质量受到了更多的关注。
阳极是铝电解生产企业原材料的主要组成部分之一。
受市场经济发展影响,铝电解生产企业的生产和发展也受到影响。
此外,国家对生产企业治理的完善也影响了企业的生存环境。
基于这种情况,需要合理改进电解铝的生产方式,有效减少碳渣的产生量,从而提高企业的生产效率和经济效益。
关键词:铝电解生产;碳渣产生;措施引言在铝电解实际生产过程中,由于预焙阳极质量、工艺技术条件及现场操作质量等存在的问题,导致阳极炭渣的产生。
电解槽内大量炭渣的存在对铝电解实际生产过程有着巨大的危害,具体表现为:降低电解槽电流效率;改变电解质电阻率,影响电解槽槽况的稳定性;恶化电解一线车间的操作环境及增加一线工人捞渣的工作负担等。
1铝电解生产期间碳渣的影响概述1.1关于电解质性质概述在铝电解生产期间会有杂质和碳渣不断出现,这些积累的物质或悬浮存在,或发生溶解。
溶解过程主要依靠电解反应,不过溶解的数量相对有限。
及时有专门生产人员打捞这些电解池中的物质,也不可能将其全部打捞出来,必然会有一定数量的物质存在于电解池中。
碳渣或者杂质的残存会造成电解质之中碳含量快速增加,一旦成本发生改变的话,电解质之中初次形成晶体的温度也会随着发生改变。
而且,碳元素本身不具有导电性能,碳元素的增加会使电解质本身导电能力受到影响,一旦碳渣的含量增加达到百分之一,电解质所拥有的导电水平便会降低百分之十。
另外,碳元素本身属于一种不溶物,如果其含量提升的话会使氧化铝所拥有的溶解度降低,一旦含量达到一定数量的话也会使进料量受到不利影响,并且也会影响到生产铝电解的效率。
电解铝炭渣标准-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电解铝炭渣是铝电解过程中产生的一种副产物,它是由铝电解槽中的电解质和氧化铝熔炼过程中生成的炭质物质混合而成。
电解铝炭渣是一种具有多孔、多孔性和高温耐蚀性的材料,它主要由氧化物和冶炼残渣组成。
随着铝工业的迅猛发展,电解铝炭渣的产量也越来越大,其处理和利用问题亟待解决。
电解铝炭渣标准的制定对于规范电解铝炭渣的生产、处理和利用具有重要意义。
首先,通过制定电解铝炭渣的标准,可以确保电解铝炭渣的质量和性能符合一定的要求,从而提高铝工业的生产效率和产品质量。
其次,电解铝炭渣标准的制定可以促进电解铝炭渣的合理利用和资源化,减少对环境的污染和资源的浪费。
此外,电解铝炭渣标准的制定还可以促进电解铝炭渣的应用领域的创新和发展。
随着我国铝工业的不断发展和需求的增加,电解铝炭渣标准的制定已经成为一个紧迫的问题。
然而,目前对于电解铝炭渣的标准还存在一些问题,例如标准的制定参考依据不明确、标准的监测方法不完善等。
因此,未来在制定电解铝炭渣标准的过程中,需要进一步完善相关的标准体系,明确标准的制定参考依据和监测方法,并加强标准的实施和监督,从而不断提高电解铝炭渣标准的科学性和可操作性。
文章结构部分主要是对整篇文章的分章节进行介绍和概括,以帮助读者更好地理解文章的内容和结构。
本文的结构如下:1. 引言- 1.1 概述: 介绍电解铝炭渣及其应用背景,指出该炭渣标准的重要性。
- 1.2 文章结构: 概述整篇文章的章节安排,帮助读者了解文章的逻辑结构。
- 1.3 目的: 阐明文章撰写的目的,即建立电解铝炭渣标准的必要性。
2. 正文- 2.1 电解铝炭渣的定义和特点: 详细介绍电解铝炭渣的组成、性质以及特点,包括其化学成分、物理性质等方面的特征。
- 2.2 电解铝炭渣标准的重要性: 论述建立电解铝炭渣标准的意义和价值,包括经济效益、环境保护、质量控制等方面的重要因素。
3. 结论- 3.1 对电解铝炭渣标准的总结: 总结已有的电解铝炭渣标准的研究成果和应用情况,概括其优点和不足之处。
铝电解工业危险废物资源化处理工艺摘要:近十几年来,我国的电解铝产能显著升高,但是电解铝行业发展中始终具有高污染和高耗能特征,并由此引发了严重的环境污染。
危险废物处理对电解铝行业的发展造成了阻碍,所以我国也研发了多种不同形式的无害化及资源化处理技术,希望改变电解铝工业发展现状。
关键词:铝电解工业;危险废物;资源化处理引言废阴极炭块含有大量的炭和氟化物,具有潜在的利用价值。
近几十年来,国内外学者对废槽衬或废阴极炭块的资源化利用进行了深入研究,提出了多种资源化利用方法,其核心就是实现炭和氟的高效分离,以及氰化物的无害分解,即将危险废物转化为一般工业固体废物,基本实现废阴极炭块的资源化利用或无害化处置。
废槽衬所含的耐火砖、防渗料等中的碳和电解质含量低,处理难度大,回收利用价值低,经济性差,因而很难资源化利用。
本文对电解铝工艺产生的废阴极炭块的资源化利用研究现状进行了综述,并对其未来发展方向进行了展望。
1工业废物的概念工业废物也就是工业固体废弃物,是工业企业在生产过程中产生的固体废物,依据废物特性,可分为一般工业废物和危险废物。
导致工业废物出现的原因多种多样,受到处置方式、操作方式和技术设备等方面的影响,工业废物具备不同特性。
首先,工业废物造成的污染通常不具备流动性及扩散性。
其次,因为工业固废对环境造成的污染具有一定的间接性,不会通过流动、扩散等对周边环境造成直接影响。
工业废物对自然环境造成的污染主要是由生物、物理方面的原因间接导致的。
最后,由于其所具有的间接性,使工业废物所带来的污染同时也具有隐蔽性。
一般来说,工业废物造成的污染往往会通过其他的污染形式表现出来,且很难找到最初的污染条件,因此,往往难以发现,导致对工业废物污染缺乏必要的重视。
2铝电解过程主要危险废物分类及特征在电解铝生产过程中,经常出现的危险废物种类有:炭渣、铝灰、大修渣,其中大修渣又可划分为废阴极和废槽衬这两种。
电解铝生产中出现的盐渣和浮渣均为常见的危险废物。
铝电解生产过程中碳渣产生原因及对策分析摘要:近些年,整体经济不景气,致使铝电解生产单位面临巨大挑战,再有国家更加重视治理相关生产单位,基于此,生产单位想要在严酷的环境中获得发展,则务必针对铝电解生产模式实施优化,最大程度减少碳渣的形成,进一步提升生产效率与经济效益。
关键词:铝电解生产;碳渣;原因;对策铝电解生产伴生物为碳渣,其会随着电解生产持续地产生,结果导致电解质电压与温度上升,及其电解槽内铝二次反应与突发效应提升,电流率减少等,不但电能消耗上升,而且给电解槽日常运转数据与经济标准带来干扰,同时电解槽管理困难程度与人工劳力强度有所提升。
所以如何降低铝电解生产中碳渣的产生已被视为关键环节。
1铝电解生产过程中碳渣产生原因1.1原料品质不达标铝电解生产当中采用碳素阳极,主要有石油焦与沥青等原料生成。
其中石油焦中的杂质含有诸多微量元素,会给阳极性能产生干扰,降低抗氧化能力。
另一种生产原料沥青,跟阳极糊料塑性有着密切关联。
以上两种原料品质不达标,则会导致铝电解生产中碳渣形成。
1.2阳极制作不合规阳极制作技艺也会干扰阳极品质,从而干扰碳素生成。
尤其在加工阳极进程中,不按照相应流程进行,例如:阳极原料分配不均匀及其压实度不达标等。
结果制作的阳极在铝电解生产中产生掉渣状况,进而加速碳渣形成。
1.3不按时清除填充料不但阳极里面给碳渣带来干扰,其外面附着填充料同样会产生碳渣。
参照相关规定,铝电解生产前期阳极则要清除外部的填充料,将填充料随着阳极进入到电解池。
此进程中,填充料会有阳极外表掉落,进而产生碳渣。
1.4不按照规范操作电解铝电解进程中,人为不按照规定操作也是造成阳极形成碳渣的原因。
技术员在替换阳极时,把阳极位置调制太低,导致电解进程中无法全电流运转,从而阳极和电解质产生碳渣。
即使位置正确,也因电流过高,阳极产生损坏,结果碎片掉落至电解池产生碳渣。
此外,阳极封盖程序不规范,致使阳极接触到空气中氧气,从而形成氧化反应,最终产生碳渣。
电解铝工艺电解铝工艺是当今工业中一项重要的生产过程,它被广泛应用于轻质合金的铸造、轧制、锻件及铝材的外表处理等方面。
铝的电解工艺以大量的消耗电能和电力耗费为代价,但得到了广泛的应用。
这种电解工艺属于有机电解技术,其主要特点是使用电流来熔化电解质,进而产生浓缩的泡沫熔融体。
把块铝放进电解装置,使用电流来熔融表面的细小颗粒,去除其中的杂质,然后形成细小的熔融微粒。
这种熔融微粒可以用来制造铝材、锻件、管材等,并可用来处理表面。
电解铝工艺的基本原理是:将铝块放入一个电解槽,加入铝电解质或电解液,当电流经过液体时,铝电解质或电解液中的铝就会被熔融,形成一种类似的熔融液体,这种熔融液体可以用于制造和处理铝材及其他金属材料。
电解铝工艺的详细流程主要分为三步:1. 处理:首先要将原材料清洗干净,去除表面的杂质,确保铝块的表面无杂质,以免影响电解质的作用。
2.融:将预处理好的铝块放入电解槽中,加入铝电解质或电解液,通入电流,用电流来熔融电解质中的铝,形成熔融液体。
3.清:将熔融液体放入澄清槽,通入空气,让熔融液体中的杂质随着气泡上浮沉淀在槽底,最终形成一种浓缩的熔融体。
电解铝工艺也可以用于处理铝材表面。
铝材表面处理通常分为两个步骤:首先,将铝表面除去杂质,并制备表面;然后,将电解铝铸件熔融液体的温度提高,达到要求的表面处理。
电解铝这一工艺具有它独特的优点:1.艺过程简单,耗费的时间较短,容易控制,生产率高。
2.融液体的品位稳定,使用成本较低,材料成本比传统铝合金制造成本更低。
3.解铝熔融液体可以形成细小熔融微粒,可以在较低温度下进行外表处理,减少生产时间。
4.融体具有均质分布特性,质量稳定,可以生产出高品质的铝制品。
电解铝是一种十分重要的工艺,它具有很高的生产效率和操作简单的特点,因此受到了行业的广泛应用,是当今工业的一项重要生产技术。
尽管电解铝工艺能够节省大量的能源消耗,但也存在一些问题,如电解质的使用会引入污染,因此,在使用电解铝工艺时,应加强控制,避免污染,一方面保护环境,另一方面也是有效的节能减排的手段。
铝电解生产工艺
铝电解生产工艺是将铝矾土或电气石经过煅烧、化学处理等工序得到氧化铝,并通过铝电解槽进行电解,最终得到金属铝的生产过程。
铝电解生产工艺主要包括以下几个步骤:
1. 炼矾:将铝矾土加热煅烧,使其中的结晶水和二氧化硅脱除,得到氧化铝。
煅烧过程中,砂石等杂质会被分离出来,获取纯净的氧化铝。
2. 浸出:氧化铝与氢氧化钠混合后,通过加热溶解,得到含有铝离子的溶液。
3. 液态氧化铝纯化:通过氧化铝溶液中的过滤、沉淀、澄清等处理工艺,除去其中的杂质,提高溶液的纯度。
4. 铝电解槽:将纯化后的氧化铝溶液注入铝电解槽。
铝电解槽由钢板和碳块构成,铝电解槽中的铅门用作电流接触。
当电流通过溶解槽时,铝离子在阴极上还原成金属铝,而氧离子在阳极上生成氧气。
5. 铝液处理:电解槽上方有铝液收集池,在这里将从阳极生成的氧气排出,并将铝液进行水洗处理。
6. 铝液净化:通过过滤、沉淀等工艺,将铝液中的固体杂质去除,提高铝液的纯度。
7. 铝液处理后,经过连铸、铸造等工艺,将铝液铸成铝锭。
通过以上工艺流程,就可以将铝矾土或电气石转化为金属铝。
铝电解生产工艺具有简单、高效、高纯度等优点,使得铝成为重要的工业原料之一。
同时,铝电解工艺中的电流消耗相对较高,也成为铝生产的重要能耗来源之一。
因此,在铝电解生产工艺中,改进电解槽结构、提高电流效率等技术也十分重要。
电解铝工艺流程
《电解铝工艺流程》
电解铝是一种通过电解氧化铝熔融体制取得铝的工艺。
下面是电解铝的工艺流程:
1. 制备氧化铝:首先,从铝矾土或矾石中提取氧化铝,经过磨碎、浸出、脱硫、沉淀、过滤等程序,得到高纯度的氧化铝。
这些氧化铝将用于电解铝的原料。
2. 制备电解槽:将氧化铝和氟化钠放入电解槽中,槽壁由碳材料制成,槽底覆盖一层厚的导电材料。
然后将氧化铝在1400℃左右的高温下熔化。
3. 电解过程:在高温下,通过直流电在电解槽中进行电解,使氧化铝被还原成金属铝。
此过程中,氧化铝被还原成铝金属,在槽底沉积,而氟化钠则被氧化,生成氟气并释放出自由金属钠。
4. 提炼铝:在电解完成后,将槽中沉积的铝金属进行提炼。
通常在电解铝工厂进行进一步的精炼和浇铸,制成不同形状、不同规格的铝材。
5. 循环利用:电解也同样具有一定的尾气排放,企业需要合理收集和处理,以及高效利用废气、废水和废渣。
电解铝工艺流程不仅在铝材生产行业有着重要的应用,同时也在废料处理和铝资源循环利用方面有着重要的作用。
铝厂电解碳渣的实用处理工艺及技术
碳渣是铝在电解生产过程产生的物质,碳渣中含有大量的氟化盐(70%左
右,主要是冰晶石),如果将其作为废物丢弃,既造成氟化盐的损失,增加氟化
盐消耗,又对环境造成污染。我司通过多次选矿试验并结合在客户处的使用经
验,总结出了一套科学实用的处理工艺及技术。炭渣原料照片如下:
其主要化学元素及含量见下表。
元素 F AL Na Ca Fe Si Mg C
含量(%) 32.57 12.56 16.42 1.09 O.82 1.76 O.88 19.62
炭渣回收提纯再生冰晶石工艺说明如下:
1、原料的破碎及预除铁:一般来料粒度为0-100mm,粒度分布不均,化学组成复
杂。特别是铁含量严重超标,并且铁是以聚团形式存在,如果直接磨矿选矿,
会把粗粒铁磨成大量微细粒铁,直接影响后期铁含量的降低,所以要在前期
进行预选,减少后期除铁压力。方法为:在粗碎及细碎后加装磁力滚筒,提
前选出颗粒铁。图示一如下:
图示二如下:
2、磨矿细度的控制:为了保证再生冰晶石纯度及回收率,必须使碳粉和冰晶石
达到尽量的单体解离,一般细度要控制在200目d85%以上。采用设备为球磨
机和分级机形成闭路磨矿。因为炭渣中含有部分铝渣,在磨矿过程中会被滚
磨成铝球,所以球磨机要采用格子式双仓球磨机,一仓放钢球,二仓放钢锻。
格子式球磨机可以把粗粒铝强制排出。一仓钢球主要作用是砸碎物料,二仓
钢锻作用是把物料磨细,达到选矿所需细度。图示如下:
3、炭渣中铝粒的回收:经球磨机磨矿后,炭渣中所含铝粉会在球磨机中滚磨成
球,在球磨机排料段安装磨头筛即可把铝粒收集,每年回收的铝粒也是一笔
不小的收入。图示如下:
3、浮选除碳:经分级机分级后产出矿浆需进入搅拌桶调配矿浆浓度同时加浮碳
药剂,矿浆浓度采用25-30%为宜。浮碳药剂及起泡剂的加入量要根据浮选现
象做调整。不同地区,根据当地水温,药剂加入量会不同,高寒地区药剂量
比温热带要高很多,高寒地区如果有条件可以通过加热矿浆来实现最佳选矿
效果。采用浮选法对碳渣中的氟化盐进行回收利用,是现在回收率最高冰晶
石品质最好的方法。不仅可以减少氟化盐的损失,提高资源的利用率。还避
免了对环境的污染,有显著的经济效益和社会效益。浮选除炭采用二次粗选
工艺,第二次粗选时要补加碳捕捉剂,强化碳的浮出。浮出碳粉通过泡沫槽
汇集到沉淀池,再通过浆渣泵送到脱水机脱水后堆放销售。浮选除炭工艺图
示如下:
4、浮选除铁:除炭后的矿浆进入除铁浮选浮选机,加选铁专用药剂,捕捉微细
粒铁,微粒铁严重影响产品品质及白度,我司通过上百次实验,研究出了捕
捉微粒铁的专用复合药剂,效果很好。
5、浮选脱硅:再生冰晶石要求二氧化硅含量<0.36%,一是原料中含硅超标,
二是一些铝业公司管理不善,原料堆放时混进一些含硅物质,造成需通过浮
选使硅含量达标。通过浮选脱硅可以使再生冰晶石中含硅量降到0.36%以下。
6、磁选除铁:浮选工艺可以除去微细粒铁,磨矿中产生的机械铁及原料中粗粒
铁需通过湿式除铁机除去,我司生产的带式除铁机,可以除去粗粒铁及机械
铁。湿式除铁机使用现场图示如下:
7、浓缩脱水:通过选矿工艺提纯后的再生冰晶石,用渣浆泵送入斜管浓密箱浓
缩,使矿浆浓度提高,为后期脱水提供条件,通过浓缩矿浆浓度达到40%以
上,同时浓密箱溢流水可以返回流程使用。浓密箱图示如下:
浓缩后矿浆浓度达到40%以上后进入圆盘真空过滤机,提供真空过滤,使含
水量小于10%,达到可以干燥的条件。真空过滤机图示如下:
8、干燥:再生冰晶石要求含水量小于0.5%,建议采用微波干燥。入下图:
由于我司的碳渣浮选回收系统采用闭路循环配置,可以有效地防止原材物
料及能源浪费,防止新的二次污染,溢流碳粉和底流电解质脱水后的选矿水作
为回水再利用,节能节水,彻底改变了碳渣污染源,取得了良好的环境治理效
果。浮选回收产品可直接用于铝电解生产中,改善了生产生活环境,减少了铝
电解生产产生的有害废物对环境的污染,降低了生产成本,扩大了资源再利用,
该技术具有广阔的工业应用前景。