電解鋁危險固廢中氟污染無害化處理技術研究

電解鋁危險固廢中氟污染無害化處理技術研究

Summary：作為工業(yè)氟污染工作中的核心污染物，電解鋁危險固廢氯化物污染十分重要，因此為了進一步解決電解鋁危險固廢中氟污染無害化處理技術展開深入化探討分析，首先針對電解鋁廢陰極碳塊、SiC-SiN-4以及耐火磚當中存在的氟化物狀態(tài)，同時將這之中所有存在的氟化物基本組成特征，同時將其中氟化物基本構成特點作為基礎，通過這樣的方式確保氟化物完成回收，并針對與之相關的固話處理產(chǎn)業(yè)技術做出全方位探討，通過這樣的方式來為后續(xù)電解鋁的固廢無害化工作處理作出堅實的技術保障。Keys：電解鋁；危險固廢；氟污染無害化對于電解鋁而言，其在生產(chǎn)的全過程中，可能需要冰晶石、氟化鋁以及氯化鈉等作為電解質應用，通過這樣的方式能夠在極大程度上降低電解的溫度，確保能源消耗大幅度下降。而根據(jù)現(xiàn)階段我國電解鋁生產(chǎn)量展開綜合計算，則每一年我國現(xiàn)階段經(jīng)由電解鋁槽產(chǎn)生的氟化物排放量接近30萬t。而現(xiàn)階段，在完成電解鋁大修槽的拆解工作之后，在大部分情況下會選擇應用掩埋的形式針對這一類危險固廢作出處理。而在冰晶石、氟化鈉等經(jīng)由雨淋過后，很可能其中一部分會進入到土壤當中，最終導致環(huán)境受到影響，在很大程度上導致氟污染的情況出現(xiàn)。氟化物造成危害經(jīng)由實踐采樣工作后發(fā)現(xiàn)，在某地區(qū)引進鋁廠過后，該地區(qū)周邊的農(nóng)作物生長受到了差異化程度的影響，在較為嚴重的情況下很可能導致農(nóng)作物出現(xiàn)絕收情況[1]。根據(jù)這一狀況可以發(fā)現(xiàn)，電解鋁廠本身具備的污染因素受到影響，甚至在較為嚴重的狀況下很可能導致農(nóng)作物絕收的問題出現(xiàn)。同時根據(jù)相關經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，在電解鋁廠距離不斷提升的情況下，土壤當中的氟含量會呈現(xiàn)出不斷下降的趨勢，一旦土壤中的氟含量達到了200mg/kg，則可以認為土壤受到污染。二、SIC-Si3N4耐火磚當中氟化物存在形式氟化物在廢陰極碳塊中的存在形式對于存在于電解鋁當中的陰極塊而言，其主要是經(jīng)由石油焦、瀝青等一系列原料組成的，同時主要經(jīng)由捏造、成型、碳化等一系列加工流程展開[2]。同時在一整個電解過程當中，構建起以冰晶石－氧化鋁混合物為核心的高溫熔融電解質，并確保其能夠有序滲入到碳陰極內部中。同時在經(jīng)過化學、電、熱、電解質滲透等一系列作用條件的引導之后，最終形成的化學反應，以此來使對應的廢陰極碳塊當中具備水平相對較高的氟化物，在一般情況下，廢陰極內部除了包含核心成分碳以外，還可能蘊含NaF、Na2CO3等一些元素，在這之中碳的基本含量可以達到50%-70%之間，而除此之外的其他類型雜質以及電解質氟化物含量則能夠達到30%-50%（主要化學成分分布如下表表一所示）。表一廢陰極碳塊中的化學成分化學成分含量%燒矢量58.56F9.86Na11.86Al2.42Ca1.36Fe0.74SiO24.33此外，根據(jù)研究可以證明，存在于廢陰極碳塊當中的氟化物主要以冰晶石、氯化鈉等作為核心，并且在這一過程中還可能伴隨有數(shù)量極少的氟化鈣出現(xiàn)[3]。而這一氟化物主要呈現(xiàn)過渡式或中間態(tài)的形式存在，并且在這之中同樣存在由F、Na等兩類元素共同構成的化合物，其基本組成成分與NaF的成分想接近，但這之中F元素的組成比例相對較高，而由Al、Na以及F等元素共同構成存在的化合物，其核心成分與冰晶石的基本成分相類似，但其中Al元素的存在比例卻相對較低，根據(jù)最終實踐得出的電鏡分析結果可以最終證明，存在于廢陰極碳塊內部的氟化物粒度一般在5微米以下，偶爾可以發(fā)現(xiàn)有粒度在幾十微米左右的顆粒富氟化鈉相X－射線能譜分析數(shù)據(jù)如下表二所示。表二富氯化鈉相X－射線能譜分析測點1234567平均值最大值最小值F%48.2538.9250.1849.8250.7647.8345.3648.7350.7645.36Na%51.7551.0849.8250.1849.2452.1754.6451.2754.6449.24Total%100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00100.00廢SiC-SI3N4耐火磚當中氟化物自身存在形式針對廢SiC-Si3N4耐火磚而言，其中氟化物自身的構成原因與另外的廢陰極碳塊大致相同[4]。表三廢除火磚化學成分化學成分含量/%Si3N419.53SiC67.16Al2O31.19Fe2O30.23C1.41f_Si0.26Na2O3.74F3.65三、氟化物回收、固化工藝圖一廢陰極碳塊中氟回收、固化工藝流程廢陰極碳塊中氟化物回收固化工藝上圖一為氟化物處理工藝，通過該工藝的實踐應用，確保存在于廢陰極碳塊內部的氟獲得充分的固化和回收[5]。并由此得出了具備無環(huán)境危害特征，同時也具備較強實踐應用價值的全新產(chǎn)品，最終實際得出的產(chǎn)品化學成分分析結果如下表4-6所示。表四碳精粉主要化學成分分析結果化學成分含量/%燒矢量90.48F0.92Na1.39Al1.54Ca0.64Fe0.17SiO22.97表5氟化鈉產(chǎn)品化學成分分析結果化學成分含量/%F42.20Na39.03Si1.11O14.54S1.03Cl1.54K0.54合計100.00表6鈣渣中的主要化學成分分析結果化學成分含量/%F2.44Na0.08Al0.59CaO32.18SO315.78（二）耐火磚氟化物固化工藝圖二廢耐火磚無害化處理表七SiC-SI3N4產(chǎn)品化學成分分析結果成分含量%Si3N421.05SIC75.40AL2O30.53FE2O30.40C7500.81F_Si0.23Na2O0.34F0.09經(jīng)由最終數(shù)據(jù)分析結果可以發(fā)現(xiàn)，所有廢耐火磚在經(jīng)過無害化處理方式以后，最終得出SiC+SI3N4中的基本含量為96.45%[6]。并在這一過程中通過氮化硅耐火材料與碳化硅之間互相結合，確保氟化物得到充分的固化。四、結論①存在于電解鋁危險固廢當中的氟化物本身具備相對較高的含量，同時現(xiàn)階段受到廣泛應用的填埋方式將導致周邊區(qū)域地下水、土壤等受到影響。②針對存在于電解鋁危險固廢中的氟化物主要形式分別表示為冰晶石、氯化鈉以及一系列與之相關聯(lián)的中間化產(chǎn)物。③針對電解鋁廢陰極貪塊而言，其在生產(chǎn)過程中主要應用由水浸到廢氣吸收的系統(tǒng)性工藝，能夠確保氯化鈉吸收過程的有效性，同時針對這一過程中的相關氟化物進行固化。④通過在廢SiC-Si3N4當中實踐應用水浸－化學浸出－廢水當中這一系列工藝，能夠有效針對工藝過程中的氟化物展開深入化解析，并對這一部分中的氟化物作出固化。Reference[1]王刻平,馬祥然,溫連柬.超聲微霧抑塵裝置在電解鋁生產(chǎn)中的應用[J].云南冶金,2022,51(01):143-147.[2]張逸飛,張宏忠,劉芳瑩,楊浩,郭方方.電解鋁廢陰極炭塊處理工藝進展[J].江西化工,2022,38(01):44-46.[3]楊聰富.高壓變頻器在電解鋁廠排煙機上的應用[J].新疆有色金屬,2022,45(01):104-106.[4]陳義宣,李玲芳,李文云,高杉雪,王新寶,韓連山.電解鋁負荷參與電網(wǎng)穩(wěn)定控制方案研究[J].電力需求側管理,2022,24(