一種鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統及方法，屬于電解鋁廢棄物處理技術領域。
【背景技術】
[0002]鋁電解槽廢炭渣為電解鋁生產過程中從陽極剝落的碳塊掉入熔融電解質中并漂浮在其表面產生的廢渣，主要成分為碳和電解質，其中電解質主要為冰晶石，冰晶石的重量百分比一般在40%?60%。冰晶石作為電解鋁生產過程的助熔劑，使用時成本較高，從廢炭渣中回收其中的冰晶石，用于返回電解槽作為助熔劑使用，可在一定程度上降低電解鋁生產成本，并減少廢渣排放對周圍環境可能產生的負面影響。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種能夠從鋁電解槽廢碳渣中回收冰晶石且回收率及純度均較高的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統，本發明的目的還在于提供一種鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的方法。
[0004]為了實現以上目的，本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統的技術方案如下:
一種鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統，包括依次相連的浸出倉、浮選裝置、固液分離
目.ο
[0005]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統能夠利用浮選法對鋁電解槽廢碳渣進行冰晶石的回收，能夠針對廢碳渣中冰晶石的含量及雜質成分，將廢碳渣中的冰晶石徹底地浮選回收，能夠大幅度提高廢碳渣中冰晶石的回收率。本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的系統設置有浸出倉和浮選裝置，使制漿、浸出工序在一個裝置中進行，浮選在另一個裝置中進行，避免了兩個工序之間的相互影響，而且能夠同時在兩個裝置中進行制漿浸出和浮選，提高了工藝的連續性，提高了回收處理效率。另外，制漿浸出工序和浮選工序分別在浸出倉和浮選裝置中進行，也避免了每一次回收處理后均需對反應裝置進行清洗以消除浮選機對制漿浸出工序的影響。
[0006]由于浮選過程中氣體的產生導致工藝對裝置的要求也有所區分，浮選裝置為耐壓裝置或者在浮選裝置上設置有排氣裝置，浸出倉則不需要上述設置。
[0007]所述浮選裝置為依次相連的兩個以上的浮選機構，所述浮選機構為浮選機或者浮選柱。優選的，所述浮選機構為四個依次相連的浮選機，能夠進行“粗選-初步精選-再次精選-掃選”的浮選工藝，提高浮選效率，也提高冰晶石的純度。相鄰的兩個浮選機之間連接有砂漿栗。
[0008]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括反應倉，所述反應倉上設置有加酸口，所述浸出倉的出料口與所述浮選裝置的加料口相連，所述浮選裝置的出料口與固液分離裝置的加料口相連，所述固液分離裝置的固體出口與反應倉的加料口相連，反應倉的出料口連接固液分離裝置的加料口。
[0009]所述固液分離裝置包括第一固液分離裝置和第二固液分離裝置，第一固液分離裝置的加料口與浮選裝置的出料口相連，第一固液分離裝置的固體出口與反應倉的加料口相連，反應倉的出料口與第二固液分離裝置的加料口相連。第一固液分離裝置為壓濾機。第二固液分離裝置為離心分離機。離心分離機的固體出口上連接有烘干機。烘干機上連接有噸包機。
[0010]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括緩沖裝置，所述浮選裝置的上層泡沫漿料出口與緩沖裝置加料口相連，緩沖裝置的出料口與固液分離裝置加料口相連。當浮選裝置包括多個浮選機構時，每一個浮選機構的上層漿料出口均與緩沖裝置的加料口相連。
[0011]緩沖裝置包括第一緩沖池、第二緩沖池、第三緩沖池，第一緩沖池與最后一個浮選機的出料口相連，用來制備提純漿料，第二緩沖池與每一個浮選機的上層泡沫出口相連，用來收集上層泡沫漿料。第三緩沖池的加料口與反應倉的出料口相連，第三緩沖池的出料口與第二固液分離裝置的加料口相連。
[0012]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括循環水池，所述循環水池的入水口與固液分離裝置的液體出口相連，循環水池的出水口與反應倉的加料口相連。
[0013]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括與浸出倉相連的輸料裝置，輸料裝置包括破碎機、塊料倉、給料機、球磨機、粉料倉。
[0014]破碎機上連接有振動輸送機，振動輸送機上連接有原料輸送帶，原料經原料輸送帶送至振動輸送機，由振動輸送機送入破碎機。振動輸送機上設置有除鐵裝置，用來除去原料中的鐵塊。破碎機下部設置有皮帶輸送機和滾動篩選機。
[0015]塊料倉下部設置有給料機，給料機的出料端與球磨機的進料口相連，用以將塊料倉中的小塊塊料輸送至球磨機進行制粉。
[0016]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括除塵裝置，除塵裝置能夠將收集到的粉塵送入輸料裝置。
[0017]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括儲酸罐，儲酸罐通過管道與加酸口相連。
[0018]浸出倉、反應倉、緩沖裝置中均設置有攪拌器。浸出倉、反應倉中均設置有控溫裝置，包括溫度探桿和溫度控制器，用以對反應倉內的物料的溫度進行探測和控制。
[0019 ]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石系統還包括監測控制系統。塊料倉和粉料倉頂部均設置有漫反射測距儀。漫反射測距儀用以檢測倉內的物料高度，并通過監測控制系統換算為倉內的物料質量。浸出倉、反應倉、循環水池、緩沖裝置、破碎機、塊料倉、球磨機、拆包機、儲酸罐、壓濾機、離心分離機、烘干機、噸包機、原料輸送帶、振動輸送機、皮帶輸送機、混動篩選機、螺旋輸送機、除塵器、給料機的進出口及其之間的連接管道上均設置有電動閥，電動閥與監測控制系統相連，用以控制各個電動閥的開啟和關閉。
[0020]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的裝置能夠對鋁電解槽廢碳渣中的大部分冰晶石進行回收再利用，按照廢碳渣中冰晶石的平均含量為40?60%計算，目前市場上冰晶石的平均價格在5000元以上，以每年處理4000噸廢碳渣計算，生產成本1000元/噸，則每年的產值在800萬以上，利潤在400萬以上。得到的廢碳渣再生得到的冰晶石可以直接回用到電解鋁生產過程中，也可用作制造玻璃和搪瓷的遮光劑等。進一步的，浮選得到的碳泥可用作燃料和碳素廠的原料使用。此外，產生的廢水可循環使用，且不影響產品質量，既節約成本，又符合環境保護的要求。
[0021 ]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的方法的技術方案如下:
一種鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的方法，包括:
將廢碳渣粉料與水混合，得待浮選漿料，使用浮選劑對待浮選漿料進行浮選后，得上層泡沫漿料和下層漿料;將下層漿料脫水，即得冰晶石。
[0022]本發明的鋁電解槽廢碳渣回收冰晶石的方法先將廢碳渣粉料與水制成漿料，使可溶性雜質盡量溶出，然后通過浮選，將漿料浮選為上層泡沫泥漿和下層漿料，將漿料中的雜質盡可能地除去，得到的冰晶石的純度也非常高，而且，本發明的方法能夠將廢碳渣中的冰晶石最大程度地回收再利用，回收率較高。
[0023]上述待浮選漿料轉移至浮選裝置中進行浮選。
[0024]上述廢碳渣粉料與水混合后攪拌lOmin，可以提高二者的混合均勻程度。一般的，加水的量大于廢碳渣質量的10倍以上，優選的，廢碳渣與水的質量比為1:10-20。
[0025]所述浮選為兩級以上的浮選，且至少有兩級浮選所用的浮選劑不同。
[0026]所述兩次以上的浮選為四次浮選。四級浮選的步驟為:向待浮選漿料中加入第一浮選劑進行一級粗選，得第一上層泡沫漿料和第一下層漿料，向第一下層漿料中加入第二浮選劑進行二級精選，得第二上層泡沫漿料和第二下層漿料，向第二下層漿料中加入第三浮選劑進行三級精選，得第三上層泡沫漿料和第三下層漿料，向第三下層漿料中加入第四浮選劑進行四級掃選，得第四上層泡沫漿料和第四下層漿料。通過一級粗選、二級精選、三級精選及四級掃選之后，廢碳渣