大修渣处理方案.doc

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

七月

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,目前重要采用转运至渣场，进行填埋解决。但由于大修渣里面具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严禁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规定。

当前，环保问题国家日益关注，公司必须有义务和责任将所产生危废物无害化转化解决或回收综合运用。2023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解决项目的前期工作，通过收集资料以及调研国内相关电解铝公司，结合分公司实际，编制了本建议方案。

必要性

铝电解槽大修渣重要包含阴极炭块、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，停槽后的大修渣中具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互相作用生成氰化物；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，国内电解铝公司对电解槽大修渣除部分耐火材料回收运用外，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，有也许污染土壤和地下水；此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解决或回收综合运用，才干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连续发展，同时改善环境，造福社会。本建议方案选择了较为成熟的大修渣无害化转化解决工艺。

项目厂址及规模

1.厂址：产业园东南角

2.建设规模：本项目重要是对大修渣危险固体废物进行无害化转化解决，年解决规模为10000t。包含新建厂房及大修渣解决设备等，面积约为900m2，同时考虑大修渣处置前堆放仓库，面积约700m2。（和碳渣解决项目一起考虑建设）

3.设计规模：按照本项目年解决10000t能力，建厂设计规模为：日解决大修渣20t，每小时解决矿量为：2.5t/h，设计取3.0t/h。

4.生产制定：新建大修渣无害化解决车间生产制度为每年运营250天，天天作业16小时，每班作业8小时。

大修渣概述

大修渣产生量

分公司每台电解槽大修产生的大修渣约重100T(按图纸理论计算，单台槽重量135497KG，减去钢棒37810KG），按照全年计划100台槽计算，全年产生的固废约10000T。大修渣中炭质材料约占37%，氟化盐约占30%，其他物质重要是碳素材料β-氧化铝、霞石、莫来石、钠铝氧化物、少量碳化铝、氮化铝、铝铁合金以及微量氰化物等。

铝业分公司400KA电解槽大修渣组成见表1：

表1400KA预焙槽大修渣组成

组成

碳素

氮化硅结合碳化硅

防渗浇注料

硅酸盖板

隔热耐火砖

干式防渗料

陶瓷纤维

捣打料

氧化铝

合计

产生量（t/槽）

49953

7122

6579

821

9428

22716

331

336

400

97686

比例（%）

51.2

7.3

6.7

0.8

9.7

23.3

0.3

0.3

0.4

大修渣浸出毒性实验

电解铝生产过程采用熔盐电解法。即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰晶石、氟化铝）为熔剂，通以直流电，在电解生产过程中，一部分含氟电解质被电解槽炭质内衬吸取，再扩散到其它内衬材料中。相关环保部门曾对电解槽大修渣各组份及混合样进行过浸出毒性实验，结果见表2（浸出实验结果各公司电解槽均相差不大）。

表2电解槽大修渣浸出毒性实验结果

成份

部位

pH（无量纲）

F-1（mg/L）

CN-1（mg/L）

炭块

11.44

3500

6.8

扎糊

11.68

13000

12.3

耐火灰浆

11.00

400

0.015

耐火砖

7.89

290

0.017

保温砖

6.48

26

0.009

耐火粉

6.58

220

0.011

绝热板

7.04

2220

0.008

混合样

10.50

2200

0.018

由上表可以看出，电解槽大修渣中，扎糊氟化物浸出液浓度最高，炭块次之，其他部位相对较低。氰化物为剧毒物质，其中炭块中含量高达6.8mg/L，扎糊甚至达