中铝郑州研究院-炭渣资源化综合利用环保技术-2018.4.18
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中国铝业郑州有色金属研究院有限公司 二○一八年四月
一、技术背景
2016年8月1日起施行的新版《国家危险废物名录》中，与铝电解相关的危
险废物包括： 321-023-48 电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣
321-024-48 铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣
321-025-48 电解铝过程中产生的盐渣、浮渣 321-026-48 铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣
碳渣
粗粒控制，解离减少过粉碎
碎解
分离
解决夹杂问题
表面化学改性控制分散
碳粉
铝粒
脱水 电解质
三级脱水，控制烘干
该技术的优势：（1）采用自主研发的专用药剂，电解质与碳分离效率高，产品杂质含量低： 其中电解质C含量＜1.5%，Fe含量＜0.4%，产品可返回铝电解用；产品碳粉中F含量＜5%， 符合国家排放标准。（2）采用无传动浮选技术，自动化程度高，劳动用工少。（3）整个工艺 流程采用了完整的闭路循环工艺，并实现零排放。
序号
危害成分项目
浸出液中危害成分浓度限值（mg/L）
1
2
无机氟化物（不包括氟化钙）
氰化物
100
5
二、炭渣处理方法及存在的问题
目前，处理碳渣的方法主要为火法燃烧法和浮选法。 火法燃烧法主要采用反射炉或回转窑燃烧碳渣中的碳回收氟 化盐，能耗大、成本高、效率低，同时也带来环保问题。回 收的氟化盐中杂质含量高，难以用于电解铝。 碳渣浮选法利用磨矿机把电解质与炭、铝解离，加入药剂进 行浮选，炭随气泡上浮，冰晶石、氧化铝等电解质则残留在 水相或沉积在浮选槽底部，从而实现炭与电解质的分离。减 少氟化盐的损失，提高资源利用率，同时避免了环境污染， 得到广泛的应用。传统的碳渣浮选法主要采用机械搅拌式浮 选机，处理碳渣量小，产品电解质碳含量高，且外排含氟废 水。
二、炭渣处理方法及存在的问题
目前，公司内部各企业碳渣处理方式如下：
企业 处理方式 以前直接外卖，现堆场堆放 外包给外单位处理 建有处理线，每吨碳渣可提取500-600kg电解质，电解质自用，碳粉外卖
华宇 华圣 华泽 兰州 连城 青海 遵义 包头
工服公司建处理线，每吨碳渣可提取300-400kg电解质，电解质自用，碳粉掩埋处理 外包给外单位处理，回购电解质产品 工服公司建处理线，生产电解质质量不理想，产品基本外卖
3000.00
0.00
0.00
完全成本
电解质 收入 碳粉 铝粒
3000.00
1500.00 1490 10
项目利润估算
182.27
2500.00 30 10000
54.68
375.00 4.47 10 334.79
45
建有处理线，生产电解质自用 工服公司建处理线，生产电解质色泽不好，含水量高，自用
二、炭渣处理方法及存在的问题
处理线普遍存在的问题： 电解质质量不好，纯度不高，碳含量一般在3-5%。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
针对目前碳渣浮选法存在的问题，研究院改进设备和浮选药剂，形成了无传 动微泡浮选技术为核心的碳渣湿法综合回收技术。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
获得产品指标：
（1）电解质指标
序号 1 2 3 4 5 6 项目 碳 硅 铁 水份 磷 钙 单位 % % % % % % 指标 ＜1.5 ＜0.4 ＜0.4 ＜0.5 ＜0.04 ＜3.5
（2）碳粉毒性浸出试验F离子浓度<100mg/L，可达标排放。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
经济效益分析
年处理 3000t 碳渣综合利用项目，可以实现年回收电解质约 1500 吨，碳粉约 1490吨，金属铝约10吨，预估经济效益如下： (1)成本费用估算 ①原辅物料、燃料、动力 原辅物料、燃料、动力消耗年成本表
序号 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 2.3 总成本费用 项目名称 原材料 备品及机物料 药剂 外购燃料动力 电耗 水耗 天然气 0.30 4.8 3.0 240000 900 45000 29.682 8.5 10000 3000 6 21.132 7.2 0.432 13.50 价格 （元） 年耗指标（t） 年成本（万元） 8.55 2.55 6.0
②工资及福利费 本项目新增定员5人，人均年工资5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ000元/a，年均工资总额25万元。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
经济效益分析
年处理3000t碳渣综合利用项目，可以实现年回收电解质约1500吨， 碳粉约1490吨，金属铝约10吨，预估经济效益如下：
类别 项目 碳渣 成本 数量（吨） 单价（元/吨） 总价（万元）
一、技术背景
2016年8月1日起施行的新版《国家危险废物名录》中，与铝电解相关的危
险废物包括： 321-023-48 电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣
321-024-48 铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣
321-025-48 电解铝过程中产生的盐渣、浮渣 321-026-48 铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣
碳渣
粗粒控制，解离减少过粉碎
碎解
分离
解决夹杂问题
表面化学改性控制分散
碳粉
铝粒
脱水 电解质
三级脱水，控制烘干
该技术的优势：（1）采用自主研发的专用药剂，电解质与碳分离效率高，产品杂质含量低： 其中电解质C含量＜1.5%，Fe含量＜0.4%，产品可返回铝电解用；产品碳粉中F含量＜5%， 符合国家排放标准。（2）采用无传动浮选技术，自动化程度高，劳动用工少。（3）整个工艺 流程采用了完整的闭路循环工艺，并实现零排放。
序号
危害成分项目
浸出液中危害成分浓度限值（mg/L）
1
2
无机氟化物（不包括氟化钙）
氰化物
100
5
二、炭渣处理方法及存在的问题
目前，处理碳渣的方法主要为火法燃烧法和浮选法。 火法燃烧法主要采用反射炉或回转窑燃烧碳渣中的碳回收氟 化盐，能耗大、成本高、效率低，同时也带来环保问题。回 收的氟化盐中杂质含量高，难以用于电解铝。 碳渣浮选法利用磨矿机把电解质与炭、铝解离，加入药剂进 行浮选，炭随气泡上浮，冰晶石、氧化铝等电解质则残留在 水相或沉积在浮选槽底部，从而实现炭与电解质的分离。减 少氟化盐的损失，提高资源利用率，同时避免了环境污染， 得到广泛的应用。传统的碳渣浮选法主要采用机械搅拌式浮 选机，处理碳渣量小，产品电解质碳含量高，且外排含氟废 水。
二、炭渣处理方法及存在的问题
目前，公司内部各企业碳渣处理方式如下：
企业 处理方式 以前直接外卖，现堆场堆放 外包给外单位处理 建有处理线，每吨碳渣可提取500-600kg电解质，电解质自用，碳粉外卖
华宇 华圣 华泽 兰州 连城 青海 遵义 包头
工服公司建处理线，每吨碳渣可提取300-400kg电解质，电解质自用，碳粉掩埋处理 外包给外单位处理，回购电解质产品 工服公司建处理线，生产电解质质量不理想，产品基本外卖
3000.00
0.00
0.00
完全成本
电解质 收入 碳粉 铝粒
3000.00
1500.00 1490 10
项目利润估算
182.27
2500.00 30 10000
54.68
375.00 4.47 10 334.79
45
建有处理线，生产电解质自用 工服公司建处理线，生产电解质色泽不好，含水量高，自用
二、炭渣处理方法及存在的问题
处理线普遍存在的问题： 电解质质量不好，纯度不高，碳含量一般在3-5%。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
针对目前碳渣浮选法存在的问题，研究院改进设备和浮选药剂，形成了无传 动微泡浮选技术为核心的碳渣湿法综合回收技术。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
获得产品指标：
（1）电解质指标
序号 1 2 3 4 5 6 项目 碳 硅 铁 水份 磷 钙 单位 % % % % % % 指标 ＜1.5 ＜0.4 ＜0.4 ＜0.5 ＜0.04 ＜3.5
（2）碳粉毒性浸出试验F离子浓度<100mg/L，可达标排放。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
经济效益分析
年处理 3000t 碳渣综合利用项目，可以实现年回收电解质约 1500 吨，碳粉约 1490吨，金属铝约10吨，预估经济效益如下： (1)成本费用估算 ①原辅物料、燃料、动力 原辅物料、燃料、动力消耗年成本表
序号 1 1.1 1.2 2 2.1 2.2 2.3 总成本费用 项目名称 原材料 备品及机物料 药剂 外购燃料动力 电耗 水耗 天然气 0.30 4.8 3.0 240000 900 45000 29.682 8.5 10000 3000 6 21.132 7.2 0.432 13.50 价格 （元） 年耗指标（t） 年成本（万元） 8.55 2.55 6.0
②工资及福利费 本项目新增定员5人，人均年工资5ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ000元/a，年均工资总额25万元。
三、炭渣资源化综合利用环保技术
经济效益分析
年处理3000t碳渣综合利用项目，可以实现年回收电解质约1500吨， 碳粉约1490吨，金属铝约10吨，预估经济效益如下：
类别 项目 碳渣 成本 数量（吨） 单价（元/吨） 总价（万元）