大修渣处理方案总结

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。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。本建议方案选择了较为成熟的大修渣无害化转化处理工艺。项目厂址及规模1.厂址：产业园东南角m2。（和碳渣处理项目一起考虑建设）3.设计规模：4.生产制定：大修渣概述炭质材料约占37%，氟化盐约占30%，其他物质主要是碳素材料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。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定：“危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物”。根据《国家危险废物名录（修订版）》（征求意见稿）规定：“具备：①具有易燃性、腐蚀性、反应性、毒性或感染性；②可能具有①中一种或多种危险特性，或可能对环境或人类身体健康具有危害、需要按危险废物进行管理的固态或液态废物列入《国家危险废物名录》。国家早在1996年就颁布了危险废物系列鉴别标准，其中与电解槽大修渣相关的有《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》（GB5085.1-1996）和《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-1996）；并于2007年对危险废物鉴别标准进行了重新修订，对其内容进行了较多补充和完善，修订前后的标准中有关pH和无机氟化物的限值见表3。表3鉴别标准修订前后pH、无机氟化物限值对照表标准《危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别》《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB5085.1—1996GB5085.1—2007GB5085.3—1996GB5085.3—2007pH值≥12.5或≤2.0≥12.5或≤2.0无机氟化物浸出液浓度≤50mg/L浸出液浓度≤100mg/L根据上述定义，对照表2和表3可知，电解槽大修渣属于危险废物，如不进行有效的综合利用或无害化处理或贮存处置不当，将对土壤和地下水存在长期潜在的污染影响。同行业大修渣处理方法工艺设计方案未处理大修渣未处理大修渣给料仓箱破机给料仓球磨机除尘器粉料仓计量仓智能反应仓药物A仓药物B仓调酸罐废渣缓冲池压滤机蓄水池处理后大修渣生产设备根据产能及工艺要求，主要设备选型详见表6表6主要生产设备一览表序号设备名称型号功率台数1给矿料仓V-3m/12密封给料机GZG850×30m2.2kw13箱式破碎机DNφ800×1.0m55kw14皮带输送机B650-3m3kw15自动强力电磁铁RC-55kw16斗式提升机HL-105m5.5kw47原料仓φ2.5×4/18脉冲除尘器ZM120脉冲袋除尘22kw69输送机AL219-55.5kw110电磁振动给料机GZ-20.2kw111节能球磨机φ1500×6.0130kw112粉料仓φ2.5×4.3/113干粉取样器kz-20.5kw114输送机BL219-8.515kw115输送机CL219-8.511kw116输送机DL219-67.5kw117药物料仓Aφ1.5×2/118输送机Eφ219-3.55.5kw119智能反应仓φ3×4.8m18.5kw120电动蝶阀1D150mm0.75kw121渣浆泵6/4C-AH30kw122电动蝶阀2D100mm0.75kw123输送机FL219-67.5kw124药物料仓Bφ1.8×2m/125输送机Gφ219-3.55.5kw126调酸罐φ1.8×2.4m/127电动蝶阀3D80mm0.75kw128储酸罐D2600*5.2/129压滤机4.5230污水处理装置2231轴流风机0.7512工程方案方案新建厂房及原料堆放仓库，厂房占地面积及建设车间面积为900m2。原料堆放仓库占地700m2，主要建、构筑物工程一览表方案主要建、构筑物一览表见表7：表7方案主要建、构筑物一览表序号名称建筑面积（m2）建设数量防火等级建筑类别总建筑面积（m2）备注1原料堆放区7001三级Ⅰ700防地面硬化、防渗、酸2处理车间2.1药剂室67.51二级Ⅲ67.5钢结构2.2化验室361二级Ⅲ36钢结构2.3主控室361二级Ⅲ36钢结构2.4配电室22.51二级Ⅲ22.5钢结构2.5生产线7381二级Ⅰ738钢结构处理车间小计9007923废渣缓冲池701三级70体积4过滤水槽5050深2.5m5储水池1001三级100深4.5m6罐区361367浸泡池919主要建筑物通风、防腐、防渗措施由于本方案原材料涉及危险化学品，故对其涉及的主要建筑物的通风、防腐、防渗提出相应措施。措施引用标准《化学危险物品安全管理条例》（国务院令第591号）《常用化学危险品贮存通则》（GB15603-1995）《仓库防火安全管理规则》（公安部第六号）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）《危险化学物品安全管理条例》（2011）《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）通风和空气调节系统通风和空气调节系统应符合《建筑设计防火规范》《常用化学危险品贮存通则》以及《安全技术对策措施》的要求。为保证易燃、易爆、有毒物质在仓库中的浓度不超过危险浓度，必须采取有效的通风排气措施。合理选择通风方式一般宜采取自然通风，当自然通风不能满足要求时应采取机械通风。贮存化学危险品的建筑通排风系统应设有导除静电的接地装置。通风管应采用非燃烧材料制作。通风管道不宜穿过防火墙等防火分隔物，如必须穿过时应用非燃烧材料分隔。2、化学品仓库的通风气体不能循环使用；排风/送风设备应有独立分开的风机室，送风系统应送入较纯净的空气；排除、输送温度超过80℃的空气或其他气体以及有燃烧爆炸危险的气体、粉尘的通风设备，应用非燃烧材料制成；化学品仓库使用的通风机和调节设备应防爆。设备的一切排气管都应伸出屋外，高出附近屋顶；排气不应造成负压，也不应堵塞。厂区通风采用自然通风与机械排风相结合的方式，以自然通风为主，生产车间设轴流风机强制排风，换气次数可按8次/时计。防腐、防渗本方案防渗地面主要集中在大修渣处理车间，由于防腐、防渗地面的造价一般都比较高，在满足使用要求的情况下，地面设计应采取重点防护、区别对待，根据腐蚀程度采取不同做法。车间地面防腐蚀的重点，主要是经常受腐蚀性介质作用的地方，例如酸罐附近、酸室、药剂仓库等。车间内部通道、零件堆放地及受腐蚀可能性少的地方，可采用造价比较低的地面，例如水磨石、细石混凝土、沥青混凝土、沥青砂浆等材料。具体要求如下所述：1、根据工艺生产流程和侵蚀性介质的作用情况和作用范围，配合工艺，将滴、漏严重的设备尽可能分类加以集中控制，以便分别设防或局部设防（如在滴、漏严重的部位下设置托盘、地槽或局部做出耐酸、耐碱的地坪），这样不仅缩小了腐蚀介质的扩散范围，还能节约投资和工程量，此外，还可以减少地面接缝和排水设施，有利于施工质量及维修。2、建设防腐蚀地坪时，除了考虑侵蚀性介质对地坪可能产生的腐蚀破坏作用外，还应考虑生产过程中和设备检修时承受的荷载和抵抗冲击、磨损的能力，以及清洁度等要求，综合地组织地坪的面层、结合层、隔离层和垫层等。楼地面应有畅通的、有组织的排水，以免侵蚀性介质长期淤积于地坪之上。排水坡度：受液态介质作用的地面，应设朝向排水沟或地漏的排泄坡面。底层地面排泄坡面的坡度不宜小于2%；楼层的地面排泄坡面的坡度不宜小于1%。底层地面宜采用基土找坡。楼层地面宜采用找平层找坡。排水沟：排水沟和地漏应布置在能迅速排除液体的位置，排泄坡面长度不宜大于9m，且各个方向的排泄坡面长度不宜相差太大。地漏：地漏中心与墙、柱、梁等结构边缘的距离不应小于400ram。地漏的上口直径不宜小于150ram。地漏应采用耐腐蚀材料，与地面的连接应严密。楼面开洞及穿孔都应该设置反沿，以防止腐蚀性介质沿孔洞边下淌。公用辅助工程1给排水工程1.1设计依据的规范、标准1、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）（2009年版）2、《室外给水设计规范》（GB50013-2006）3、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）2014版4、《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）5、《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）本方案给排水专业设计的主要内容有：厂区及室内给排水系统，室内外消防给水系统。由于本方案用水采取循环使用，年用水量较少，故项目用水直接引用项目所在地自来水管网。本方案生产不排水，仅有少量的生活污水，可直接排入项目地污水管网。2给水工程1、生活用水方案定员为30人，其中24人为生产人员，每天每人用水量为40L，每天用水量为：40×30×310÷1000=372m3。生活排水按照80%计算，年排水量为372×0.8=297.6m3。2、生产用水根据专利技术要求知，本方案生产用水循环水量每小时为6.725m3/h，每天循环用水量为107.6m3/d，年循环用水量为26900m3/a；生产用水小时补水量为2.025m3/h，天补水量为32.4m3/d，年补水量为8100m3/a。故循环水利用率为（26900-8100）÷26900×100%=69.88%。用水量估算表序号项目名称小时用水量(m3/h)日用水量(m3/d)年消耗量（m3/a）回收利用量（m3/a）年用新水量（m3/a）比例（%）生产用水量6.725107.62690018800810093.362生活用水量0.041.23723724.285未预见水量及漏损0.0010.04203.87203.872.346合计8675.87100.0浸泡用水浸泡用水26900m3/a未预见用水生活用水203.87m3/a203.87m3/a总用水量8765.87m3/a生产补充水生活用水带走8100m3/a回用18800m3/a生活用水372m3/a化粪池297.6m3/a8100m3/a372m3/a203.87m3/a本方案以铝业分公司净水厂为供水水源。因此，项目只需在自来水供水管网上分别引入生产、生活供水管即可。厂区生产、生活供水管路和消防供水管路均选用PVC-U塑料给水管，埋地敷设，管线接口采用专用胶粘接。3排水工程3.1全厂排水量估算本方案产生的废水主要包括工作人员的生活污水，生产废水循环使用，达到零排放。生活污水排放量按生活用水量的80%估算，即生活污水产生量为0.96m3/d。3.2废水排放方式及地点生活污水排放至铝业分公司生活污水管网，至生活污水处理站进行处理。本方案生产废水经过水处理装置进行循环使用，达到生产废水零排放。4供电工程4.1电源及外部供电条件本方案所用电力由铝业分公司提供，并满足用电需求。4.2用电负荷、负荷等级、配电电压根据本方案生产特点，按照《工业与民用配电设计手册》（第三版）有关规定，本项目用电设备安装容量473.15kW，年耗电量为：473.15kW×0.75×250×24÷10000=212.92万kWh；照明8.75kW，年耗电量2.1万kWh；低压线损4.88kW，年耗电量2.72万kWh。项目变压器损耗根据项目用电量与厂区变压器损耗进行分摊，年耗电量3.17万kWh。本方案用电设备均为交流低压设备，因此，配电电压定为0.4/0.23kV。本项目用电属于三级负荷，消防用电为二级负荷。另外，电源引入与铝业分公司碳渣处理项目一并考虑（碳渣项目用电负荷约280KW）。5供热设施5.1热负荷根据各有关专业提供的用热条件，本方案总热负荷详见表8：表8项目热负荷表序号建筑名称建筑面积（㎡）供暖热指标（W/㎡）供暖热负荷（kW）1生产线9002521.764主控室50451.62合计95023.385.2供热方案本方案供暖负荷为23.38kW，折合热力为220.153GJ，采用集中供暖的方式，由铝业分公司提供。生产物料1主要原材料、辅助材料供应本方案主要原材料为大修渣，年处理量为10000吨/年，由少助剂辅料由Ａ试剂次氯酸钙1500吨、Ｂ试剂石灰（300目）2000吨、Ｃ试剂盐酸（30%）1500吨，由当地市场购买。年用量见表9。表9原、辅助材料用量表序号项目年用量（t）1大修渣100002A试剂次氯酸钙15003B试剂石灰20004C试剂盐酸(30%)15002主要产品及原辅料价格方案辅助材料主要为A试剂次氯酸钙、B试剂石灰、C试剂盐酸（30%），其价格详见表10。表10项目辅助材料价格一览表序号名称用量（t/a）单价(元)总价（万元）1A试剂次氯酸钙150018002702B试剂石灰20008001603C试剂盐酸(30%)1500800120合计50005503物料平衡图单位：t/a次氯酸钙单位：t/a次氯酸钙1500大修渣10000新水8100处理后的大修渣14043.0新水8100处理后的大修渣14043.0混合破碎混合混合压滤石灰压滤石灰2000盐酸30%1500盐酸30%1500废液16022.0废液16022.0项目实施计划1建设工期根据公司的建设规划和建设步骤，方案建设工程实施期为2017年9月—2018年8月，计划建设期12个月。1.2关于项目实施进度安排的建议方案前期工作及建设期间的主要任务有：开展项目可行性研究报告编制、办理环境影响评价及环评审批、申请项目备案批准、进行施工图设计、工艺设计、设备采购订货、设备安装调试、试生产、投产等。本方案计划的项目实施进度周期自项目可行性研究报告编制之时计算。1.2.1项目申请项目可行性研究报告完成编制工作后，开展环境影响评价及环评审批工作，在完成可行性研究报告编制、环评审查批复等前期工作后，上报有关部门进行备案审批。1.2.2施工图设计项目得到批准后，既具备设计条件，立即开展以工艺设计为主的施工图设计。该项工作可以与设备选择方案同步进行。1.2.3设备订货设计方案确定后，即可进行设备的招标采购工作。设备订货合同签订后，应将有关主要设备的技术文件收集齐全，为科学和准确开展施工图设计提供可靠的技术条件。1.2.4设备安装当厂房土建施工结束时，设备安装即开始进行。1.2.5人员培训设备安装开始后，即进行人员培训。当设备安装、调试完成时，人员培训工作基本结束。生产人员、技术人员都应参加设备安装与调试工作。1.2.6投产及试运行2018年8月，工程设施投产试运行。1.3项目实施进度表11项目实施进度表年份阶段2017年2018年9月10月11月12月1月2月3月4月5月6月7月8月可研报告审