ICS77.120.01

CCSH01

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CNIAXXXX—202X

電解處理鋁硅質(zhì)大修渣資源化循環(huán)利用

方法

Recyclingmethodofelectrolytictreatmentofaluminum-siliconoverhaulslag

（送審稿）

XXXx-xx-xX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)

發(fā)布

中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)

T/CNIAxxxx——xxxx

■,1Z-,—1-

刖百

本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的

規(guī)定起草。

請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。

本文件由全國(guó)有色金屬標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC243)提出并歸口。

本文件起草單位：重慶旗能電鋁有限公司、河南中孚鋁業(yè)有限公司、中南大學(xué)、西南鋁業(yè)(集

團(tuán))有限責(zé)任公司、重慶工商大學(xué)、重慶國(guó)創(chuàng)輕合金研究院有限公司、遵義鋁業(yè)股份有限公司、包

頭鋁業(yè)有限公司、青銅峽鋁業(yè)股份有限公司、肇慶市大正鋁業(yè)有限公司。

本文件主要起草人：

I

2

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電解處理鋁硅質(zhì)大修渣費(fèi)源化循環(huán)利用方法

1范圍

本文件規(guī)定了采用電解槽電解的方法實(shí)現(xiàn)鋁硅質(zhì)大修渣循環(huán)再利用的工藝流程、生產(chǎn)控制要點(diǎn)

以及產(chǎn)品技術(shù)要求。

本文件適用于鋁硅質(zhì)大修渣的循環(huán)再利用V

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用

文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）

適用于本文件。

GB/T1196重熔用鋁錠

GB/T7999鋁及鋁合金光電直讀發(fā)射光譜分析方法

GB/T8170數(shù)值修約規(guī)則與極限數(shù)值的表示和判定

GB/T20975（所有部分）鋁及鋁合金化學(xué)分析方法

GB29741鋁電解安全生產(chǎn)規(guī)范

HJ2033-2013鋁電解廢氣氟化物和粉塵治理T程技術(shù)規(guī)范

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

鋁硅質(zhì)大修渣

電解鋁生產(chǎn)過程電解槽陰極內(nèi)襯中耐火材料部分因維修、更換產(chǎn)生的廢渣（大修渣）。

4原理

鋁硅質(zhì)大修渣主要由防滲料和隔熱耐火移組成，其主要成分是氧化硅和氧化鋁以及少量的氟化

鹽和氟化物。氧化鋁是電解生產(chǎn)鋁的原料，氧化硅可以被電解，氟化鹽是電解質(zhì)的主要組分，氟化

物在電解槽高溫環(huán)境下會(huì)分解，通過電解方法處理鋁硅質(zhì)大修渣的資源化循環(huán)利用可以有效地消除

氟化鹽、制化物的污染問題，同時(shí)【可收再利用硅、鋁等有價(jià)元素。原理是將鋁硅質(zhì)大修渣與氧化鋁

按照一定的配比作為原料添加到電解槽，利用電解鋁的方法將筑化鹽溶解到電解質(zhì)，作為電解質(zhì)的

補(bǔ)充原料，分解銳化物，去除電解鋁大修渣中的有毒成分，將電解鋁大修渣中的鋁、豉元素電解出

來形成金屬A1和Si,在陰極沉積，并在電磁力的攪拌作用下混合均勻形成鋁硅質(zhì)合金。

3

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5原材料要求

5.1鐵含量

鋁硅質(zhì)大修渣中的鐵含量小于1.3%。

5.2粒度

鋁硅質(zhì)大修渣的粒度小于0.2mm。

5.3配比

綜合考慮溶解情況以及產(chǎn)品中的Si含量，鋁硅質(zhì)大修渣和氧化鋁的合理配比控制在1：9~3：7

范圍內(nèi)。

6設(shè)備設(shè)施

6.1粉碎設(shè)備

顆式破碎機(jī)：適用于鋁硅質(zhì)大修渣初級(jí)破碎，要求初級(jí)破碎后能夠通過大小為100nmx3()(hnm的

格子孔，在鋼格子的周圍，設(shè)置有地下抽風(fēng)系統(tǒng)，含塵氣體通過抽風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入除塵系統(tǒng)。

二合一反擊錘式破碎機(jī)：適用于鋁硅質(zhì)大修渣二次粉碎，反擊錘式破碎機(jī)進(jìn)料口物料要求

W100x300min,出料口為W5irm,具有抽風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)⒑瑝m氣體抽入除塵系統(tǒng)。

立式磨粉機(jī):適用于鋁硅質(zhì)大修渣的球磨粉碎，要求將殳mm的鋁硅質(zhì)大修渣粉碎料粉碎成0.2mm

以下的粉料，具有抽風(fēng)系統(tǒng)能夠?qū)⒑瑝m氣體抽入除塵系統(tǒng)。

6.2混料設(shè)備

多功能給料裝備：要求配備高位鋁硅質(zhì)大修渣倉(cāng)與氧化鋁倉(cāng)，能夠?qū)崿F(xiàn)二者按照一定比例混合。

6.3輸送設(shè)備

粉料罐運(yùn)輸車：將小于0.2mm的鋁硅質(zhì)大修渣粉料運(yùn)輸至電解車間。

帶式輸送機(jī)：將鋁硅質(zhì)大修渣粉料輸送至電解車間的高位鋁硅質(zhì)大修渣倉(cāng)。

6.4除鐵設(shè)備

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除鐵設(shè)備選用CXJ型干粉水磁筒式磁選機(jī)，根據(jù)需要除鐵的鋁硅質(zhì)大修渣的量選用不同規(guī)格的

磁選機(jī)。

6.5鋁電解槽

200KA及以上容量大型預(yù)焙鋁電解槽，能夠滿足鋁硅質(zhì)大修渣粉料生產(chǎn)鋁硅質(zhì)合金的需要。

7工藝

7.1工藝流程

圖2所示為鋁電解槽協(xié),同處置鋁硅質(zhì)大修渣制備鋁硅中間合金的工藝流程。由于電解質(zhì)的滲透

以及長(zhǎng)期高溫環(huán)境的作用，鋁硅質(zhì)大修渣形成了一個(gè)板結(jié)塊，密度大，硬度大，為了使鋁硅質(zhì)大修

渣更快速的溶解于電解質(zhì)中，鋁硅質(zhì)大修渣必須經(jīng)過鄂式破碎和球磨粉碎，使大修渣的粒徑在0.2mm

以下，保證鋁硅質(zhì)大修渣在投入電解質(zhì)后能快速溶解。利用攪拌機(jī)將鋁硅質(zhì)大修渣粉粒與氧化鋁按

照一定比例混合，自動(dòng)下料投入電解槽進(jìn)行相應(yīng)的電解史理，陰極的熔體即為形成的鋁硅質(zhì)合金，

隨時(shí)監(jiān)測(cè)鋁硅中間合金中的鐵含量，根據(jù)鋁硅中間合金產(chǎn)品的要求判定是否進(jìn)行鋁硅質(zhì)大修渣粉粒

的除鐵。

鋁硅質(zhì)大修渣一

____r_____

分檢

3

破碎

3

除鐵

3

?處理后的鋁硅質(zhì)大修渣??氧化鋁

?.?

?

攪拌混合

?,

電解處理

鋁硅中間合金

圖2工藝流程圖

7.2分檢

對(duì)鋁硅質(zhì)大修渣進(jìn)行分檢處理，鋁電解槽停槽內(nèi)襯材料刨出轉(zhuǎn)運(yùn)至大修渣庫(kù)，將炭素材料初選分

離，用挖掘機(jī)破碎錘將大修渣結(jié)晶塊破碎成最大長(zhǎng)度方向不超300mm的塊狀物。電解槽在生產(chǎn)運(yùn)行

過程中破損嚴(yán)重時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)爐底保溫內(nèi)襯材料裂縫中夾有少審鋁塊，在刨爐過程中可篩選出直

接回入電解槽內(nèi)。

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7.3破碎

鋁硅質(zhì)大修渣分為初級(jí)破碎、二級(jí)破碎以及球磨粉碎三個(gè)過程，初級(jí)破碎要求將鋁硅質(zhì)大修渣

粉碎至能通過l()0mmx3()()min格子孔，二級(jí)破碎要求碎料小于5mm,球磨粉碎要求粉料控制在0.2mm

以下。

7.4除鐵

除鐵工藝根據(jù)大修渣中的含鐵量高低決定是否設(shè)置，將球磨粉碎后的鋁硅質(zhì)大修渣經(jīng)過磁選機(jī),

經(jīng)磁選機(jī)除鐵后，含鐵量可以大幅降低。

7.5混合

將除鐵后的鋁硅質(zhì)大修渣粉料送至多功能給料裝備，與氧化鋁按照一定比例混合，根據(jù)下游企

業(yè)對(duì)產(chǎn)品的硅含量要求控制鋁硅質(zhì)大修渣與氧化鋁的配比，混合配比在1:9?3:7之間。

7.6電解處理

將混合后的鋁硅質(zhì)大修渣和氧化鋁配料送至電解槽氧化鋁料箱，通過電解槽自動(dòng)下料，在生產(chǎn)

的鋁電解槽內(nèi)發(fā)牛電化學(xué)反應(yīng),獲得鋁硅質(zhì)合金液,用直空抬包吸出送往下游企業(yè)牛產(chǎn)鋁硅合金0

為保證鋁硅質(zhì)大修渣配料正常熔解，電解生產(chǎn)平穩(wěn)有序，電解過程要求分子比比正常生產(chǎn)槽上浮

0.1-0.2左右，過熱度比正常生產(chǎn)槽上浮2-3℃,電解質(zhì)水平比正常生產(chǎn)槽上浮1-3cm。換極作業(yè)打

撈爐底沉淀，防止?fàn)t底壓降上升和鈣元素的過多富集。

8安全與環(huán)保

8.1環(huán)保

粉碎與配料過程要求配置含塵氣體的除塵系統(tǒng)，除塵標(biāo)準(zhǔn)符合國(guó)家相關(guān)環(huán)保要求。電解過程的

煙氣排放符合標(biāo)HJ2O33_2OI3鋁電解廢氣氟化物和粉塵治理工程技術(shù)規(guī)范的要求。

8.2安全

粉碎過程注意安全警示，相應(yīng)位置擺放安全警示標(biāo)識(shí)。電解過程的安全操作應(yīng)符合GB29741要

求。

9產(chǎn)品質(zhì)量

9.1化學(xué)成分

資源綜合利用產(chǎn)品的化學(xué)成分見表1。

表1化學(xué)成分

化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))%

產(chǎn)品等級(jí)

SiFeGaCuMnMgZn其它Al

I0.5-1.00.30.020.010.020.020.040.03余量

II1.0-2.00.40.020.010.030.030.040.03余量

III2.0-3.50.50.03O.Oi0.040.040.040.03余量

IV3.5?5.00.80.040.010.050.050.040.03余量

6