电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术研究

电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术研究

Summary：作为工业氟污染工作中的核心污染物，电解铝危险固废氯化物污染十分重要，因此为了进一步解决电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术展开深入化探讨分析，首先针对电解铝废阴极碳块、SiC-SiN-4以及耐火砖当中存在的氟化物状态，同时将这之中所有存在的氟化物基本组成特征，同时将其中氟化物基本构成特点作为基础，通过这样的方式确保氟化物完成回收，并针对与之相关的固话处理产业技术做出全方位探讨，通过这样的方式来为后续电解铝的固废无害化工作处理作出坚实的技术保障。Keys：电解铝；危险固废；氟污染无害化对于电解铝而言，其在生产的全过程中，可能需要冰晶石、氟化铝以及氯化钠等作为电解质应用，通过这样的方式能够在极大程度上降低电解的温度，确保能源消耗大幅度下降。而根据现阶段我国电解铝生产量展开综合计算，则每一年我国现阶段经由电解铝槽产生的氟化物排放量接近30万t。而现阶段，在完成电解铝大修槽的拆解工作之后，在大部分情况下会选择应用掩埋的形式针对这一类危险固废作出处理。而在冰晶石、氟化钠等经由雨淋过后，很可能其中一部分会进入到土壤当中，最终导致环境受到影响，在很大程度上导致氟污染的情况出现。氟化物造成危害经由实践采样工作后发现，在某地区引进铝厂过后，该地区周边的农作物生长受到了差异化程度的影响，在较为严重的情况下很可能导致农作物出现绝收情况[1]。根据这一状况可以发现，电解铝厂本身具备的污染因素受到影响，甚至在较为严重的状况下很可能导致农作物绝收的问题出现。同时根据相关经验可以发现，在电解铝厂距离不断提升的情况下，土壤当中的氟含量会呈现出不断下降的趋势，一旦土壤中的氟含量达到了200mg/kg，则可以认为土壤受到污染。二、SIC-Si3N4耐火砖当中氟化物存在形式氟化物在废阴极碳块中的存在形式对于存在于电解铝当中的阴极块而言，其主要是经由石油焦、沥青等一系列原料组成的，同时主要经由捏造、成型、碳化等一系列加工流程展开[2]。同时在一整个电解过程当中，构建起以冰晶石－氧化铝混合物为核心的高温熔融电解质，并确保其能够有序渗入到碳阴极内部中。同时在经过化学、电、热、电解质渗透等一系列作用条件的引导之后，最终形成的化学反应，以此来使对应的废阴极碳块当中具备水平相对较高的氟化物，在一般情况下，废阴极内部除了包含核心成分碳以外，还可能蕴含NaF、Na2CO3等一些元素，在这之中碳的基本含量可以达到50%-70%之间，而除此之外的其他类型杂质以及电解质氟化物含量则能够达到30%-50%（主要化学成分分布如下表表一所示）。表一废阴极碳块中的化学成分化学成分含量%烧矢量58.56F9.86Na11.86Al2.42Ca1.36Fe0.74SiO24.33此外，根据研究可以证明，存在于废阴极碳块当中的氟化物主要以冰晶石、氯化钠等作为核心，并且在这一过程中还可能伴随有数量极少的氟化钙出现[3]。而这一氟化物主要呈现过渡式或中间态的形式存在，并且在这之中同样存在由F、Na等两类元素共同构成的化合物，其基本组成成分与NaF的成分想接近，但这之中F元素的组成比例相对较高，而由Al、Na以及F等元素共同构成存在的化合物，其核心成分与冰晶石的基本成分相类似，但其中Al元素的存在比例却相对较低，根据最终实践得出的电镜分析结果可以最终证明，存在于废阴极碳块内部的氟化物粒度一般在5微米以下，偶尔可以发现有粒度在几十微米左右的颗粒富氟化钠相X－射线能谱分析数据如下表二所示。表二富氯化钠相X－射线能谱分析测点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废SiC-SI3N4耐火砖当中氟化物自身存在形式针对废SiC-Si3N4耐火砖而言，其中氟化物自身的构成原因与另外的废阴极碳块大致相同[4]。表三废除火砖化学成分化学成分含量/%Si3N419.53SiC67.16Al2O31.19Fe2O30.23C1.41f_Si0.26Na2O3.74F3.65三、氟化物回收、固化工艺图一废阴极碳块中氟回收、固化工艺流程废阴极碳块中氟化物回收固化工艺上图一为氟化物处理工艺，通过该工艺的实践应用，确保存在于废阴极碳块内部的氟获得充分的固化和回收[5]。并由此得出了具备无环境危害特征，同时也具备较强实践应用价值的全新产品，最终实际得出的产品化学成分分析结果如下表4-6所示。表四碳精粉主要化学成分分析结果化学成分含量/%烧矢量90.48F0.92Na1.39Al1.54Ca0.64Fe0.17SiO22.97表5氟化钠产品化学成分分析结果化学成分含量/%F42.20Na39.03Si1.11O14.54S1.03Cl1.54K0.54合计100.00表6钙渣中的主要化学成分分析结果化学成分含量/%F2.44Na0.08Al0.59CaO32.18SO315.78（二）耐火砖氟化物固化工艺图二废耐火砖无害化处理表七SiC-SI3N4产品化学成分分析结果成分含量%Si3N421.05SIC75.40AL2O30.53FE2O30.40C7500.81F_Si0.23Na2O0.34F0.09经由最终数据分析结果可以发现，所有废耐火砖在经过无害化处理方式以后，最终得出SiC+SI3N4中的基本含量为96.45%[6]。并在这一过程中通过氮化硅耐火材料与碳化硅之间互相结合，确保氟化物得到充分的固化。四、结论①存在于电解铝危险固废当中的氟化物本身具备相对较高的含量，同时现阶段受到广泛应用的填埋方式将导致周边区域地下水、土壤等受到影响。②针对存在于电解铝危险固废中的氟化物主要形式分别表示为冰晶石、氯化钠以及一系列与之相关联的中间化产物。③针对电解铝废阴极贪块而言，其在生产过程中主要应用由水浸到废气吸收的系统性工艺，能够确保氯化钠吸收过程的有效性，同时针对这一过程中的相关氟化物进行固化。④通过在废SiC-Si3N4当中实践应用水浸－化学浸出－废水当中这一系列工艺，能够有效针对工艺过程中的氟化物展开深入化解析，并对这一部分中的氟化物作出固化。Reference[1]王刻平,马祥然,温连柬.超声微雾抑尘装置在电解铝生产中的应用[J].云南冶金,2022,51(01):143-147.[2]张逸飞,张宏忠,刘芳莹,杨浩,郭方方.电解铝废阴极炭块处理工艺进展[J].江西化工,2022,38(01):44-46.[3]杨聪富.高压变频器在电解铝厂排烟机上的应用[J].新疆有色金属,2022,45(01):104-106.[4]陈义宣,李玲芳,李文云,高杉雪,王新宝,韩连山.电解铝负荷参与电网稳定控制方案研究[J].电力需求侧管理,2022,24(