废槽衬火法处理过程热力学分析.pdf

废槽衬火法处理过程热力学分析 陈喜平， 田保红， 李旺兴“， 刘凤琴“， 罗钟生“ （ 河南科技大学， 河南洛阳 9 A* B 7 8 5 C 4 7 “， A DE 7 8 5 F B 7 8 “ （ 0 B 7 ; 7A 7 4 G B H F 4 I J K L M 4 B 7 M B ; 7 N B M 7 O P J ; 7 8，0 B 7 ; 7 ； “ E B 7 8 Q PR B F B ; H M 9 7 F I 4 I P I B K/ ; O M ，E B 7 8 Q P，0 B 7 ; 7 ） - 6 / 4 * , 4 OS ; 4 7H B ; M I 4 7 FN P H 4 7 8I BI B H S 5 6 H M B F F K F 6 B 7 I6 I O 4 7 B H; H BM ; O M P O ; I B NT JP F 4 7 8 I B 4 H U B 6 F F 4 T O B N 4 H B M I 4 7 ; 7 N I H B 7 N K B ; M H B ; M I 4 7 ; H B ; O F N 4 F M P F F B N B H B F P O IV 4 O O 6 H G 4 N B T ; F B N ; 5 I ; K H M F 4 7 8;N B I 4 K J 4 7 86 H M B F F K F 6 B 7 I 6 I O 4 7 B H 7 8 S 4 M ; 7 ; O J F 4 F 作者简介陈喜平 （ . -） ， 女， 河南滑县人， 工程师， 硕士研究生 随着我国铝产量的提高， 电解槽每年产出的废 槽内衬材料 （以下简称废槽衬） 也逐年增加。拆除的 废槽衬中含有较多的可溶氟化物和微量氰化物， 所 含氟化物具有强烈的腐蚀性， 所含氰化物为剧毒物 质， 因此废槽衬属危险废物， 是铝厂造成环境污染的 主要因素之一 ［］ 。目前我国铝厂的废槽衬进行处 理的较少， 或露天堆放， 或直接填埋， 不仅污染大气 环境， 可溶氟化物和氰化物还会随雨水混入江河、 渗 入地下污染水源， 对周围生态环境造成严重污染。 随着我国跃居世界第一产铝大国， 随着中国铝业公 司成为世界跨国公司， 中国铝工业引起了全世界的 广泛关注。废槽衬的污染问题已成为影响我国铝工 业全面协调可持续发展的重大技术问题。 国外对废槽衬的研究始于 . W年， 前后研究了 很多方法， 一些技术已进行了不同规模的工业应用。 国内对废槽衬的研究起步较晚， 研究技术有以下几 种 浮选法处理废阴极炭块回收电解质， 直接用废阴 极炭块生产其他碳素制品， 在氧化铝烧结工艺中作 脱硫剂、 送发电厂代替煤燃烧。以上技术在规模实 施时遇到了很大困难， 或因设备腐蚀问题难解决， 或 因废弃液无法达标外排， 或因无法处理全部废槽内 衬材料， 均无法做到使废槽衬完全无害化， 满足不了 我国铝工业可持续发展的要求， 因此我国急需开发 可行的且易于工业实施的废槽衬无害化处理技术。 本文从热力学角度对废槽衬的火法处理过程进 行了分析， 其结果将为选择废槽衬无害化处理工艺 参数提供基础数据。 废槽衬的火法处理过程 废槽衬的火法处理是极其复杂的化学反应过 程， 为便于进行热力学计算， 将其简化为’步 第步 炭质材料的燃烧， 通过炭质材料的燃烧 使被包裹的氟化物处于活性状态； 第“步 氰化物的氧化分解， 通过氧化分解 . 有色金属 （冶炼部分）“ 9 。 “9 8“ 8 克分子相对热焓， 2 ／3 4 5； “9 8“ 8- 9 9 9 。 8 克分子标准熵， 2 ／3 4 56。 9 克分子自由焓函数， 2 ／3 4 56。 9 -（9 8 “ 8） ／ 9 -（“9 8 “ 8 8 ’ （“ 8） 生成物 （“ 8） 反应物 （） 8 8 8 8 8 8B 8 8; 8 8C ; * ; * 8 * * 8 * B ; B * 8 * ; * ; ; * * * 9 （生成物） * ; 8 9 * B B * B B * 8 8 * B 8 * B 8 8 * B C B * ; B * ; B * ; B * ; B * ; 2 3 4 5 ） 8 * ; ; * ; * ; * ; ; 8 * ; 由 表可 得， 9 - ; * 8 B 2 ／3 4 56， C 8- 2 ／3 4 5， 反应的自由焓近似方 程为 D9 8- B ; 8 ; * 8 B 9 （适用温度范围 “ ; 8 6） 由D 9 8-E 9 5 6 F， 由此可计算出; 8 8 6时， 6F-; * G 8 1 ’ 7 ’ - ／. / 0“， ’;1 1 1’ 7 ’ - ／. / 0“， ’ ;1 ’ 7 8 8 , - ／. / 0， 反应8的自由焓近似方程为 ’;1 ’ 8 8 ’ 2 ’ ’ , 0 （适用温度范围, 9 “ , 7） 。 7时7 A BC，7 B D EF ’0 G E 4 5 D G E 4 A H I JK 5 * 6 D 5 D ’ E I 6 6 P N A D 60 G E 4 5 D G E 4 M A H I J （“ I GE T A I A 5 B）［］ ’ . “, 有色金属 （冶炼部分）, 年“期 万方数据