大修渣处理方案说明文档格式.docx
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碳素
氮化硅结合碳化硅
防渗浇注料
硅酸盖板
隔热耐火砖
干式防渗料
陶瓷纤维
捣打料
氧化铝
合计
产生量（t/槽）
49953
7122
6579
821
9428
22716
331
336
400
97686
比例（%）
51.2
7.3
6.7
0.8
9.7
23.3
0.3
0.4
修渣浸出毒性试验大2、电解铝生产过程采用熔盐电解法。
即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰晶石、氟化铝）为熔剂，通以直流电，在电解生产过程中，一部分含氟电解质相关环保部门曾对电解再扩散到其它内衬材料中。
被电解槽炭质内衬吸收，（浸出试验结果槽大修渣各组份及混合样进行过浸出毒性试验，结果见表2各企业电解槽均相差不大）。
2电解槽大修渣浸出毒性试验结果表
成份部位
pH（无量纲）
）mg/LF-1（
mg/L）CN-1（
炭块
11.44
3500
6.8
扎糊
11.68
13000
12.3
耐火灰浆
11.00
0.015
耐火砖
7.89
290
0.017
保温砖
6.48
26
0.009
耐火粉
6.58
220
0.011
绝热板
7.04
2220
0.008
混合样
10.50
2200
0.018
由上表可以看出，电解槽大修渣中，扎糊氟化物浸出液浓度最高，炭块，其中炭块中含量高达6.8mg/L次之，其他部位相对较低。
氰化物为剧毒物质，。
因此，铝电解槽产生的大修渣属危险废物，主扎糊甚至达到了12.3mg/L时，地下水）当大修渣遇水（如雨水、地表水、要污染物为氰化物和氟化物，所含氰化物和氟化钠等将溶于水，使氟离子和氰离子混入江河，渗入地下，
污染土壤和水源，对周围生态环境造成严重污染，其若污染影响将是长期的。
因此，大修渣属工业危险废物，是电解铝企业造成环境污染的主要因素之一。
3、大修渣性质界定
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
准标
《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》
1996
GB5085.1—
2007GB5085.1—
GB5085.3—1996
2007GB5085.3—
pH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。
4、大修渣无害化处理环保要求
电解槽大修渣处理指标应满足《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》
（GB5085.3-2007）标准，对应于本方案的无害化目标物的总氟化物和总氰化物的标准，其技术指标见表4：
表4大修渣处理后废渣和废水的指标
总氰化物
总氟化物
PH值
处理后的废渣
≤5mg/L
≤100mg/L
6-9
处理后的废水
检测方法参考执行国标GB/T15555.11-1995（抽样检测）、GB/T
7486-1987（抽样检测），检测结果判定执行《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》（GB5085.3-2007）标准。
五、同行业大修渣处理方法
1、填埋法
目前，我国对电解槽大修废渣的处理方法，主要是采用填埋法。
填埋法处理大修废渣主要工作包括废渣的运输、渣场的场址选择、渣场的设计布置、废渣填埋前的预处理、渗滤液的处理等。
填埋法处理大修废渣主要弊端：
一是占用大量土地，造成土地资源得大量浪费；
二是未能根本处理有毒有害物质，存在污染隐患，如果处理不当将会污染地下水系，祸害子孙后代。
2、其他处理方法
火法技术处理电解槽大修渣，该方法能有效破坏氰化物，氟化物以HF形式逸出或转化为相对不溶的氟化物，耐火材料分解为满足环保要求的惰性渣，处理后物料适于填埋或作为原料出售。
该方法主要应用于美国，其缺点是对设备气密性要求很严，投资巨大，且消耗大量能源，还会造成二次污染。
国内对大修渣处理的研究起步较晚，研究技术主要是湿法处理和直接利用，都处于小实验阶段，没有批量推广应用。
据文献资料报道，燃烧法也是去除氰化物的有效方法。
加热到300℃时，废槽内衬中约99.5%的氰化物消失，加热到400℃时约99.8%的氰化物消失，加热到700℃以上时氰化物完全消失。
但其氟化物的回收同样面临设备气密性的严格要求。
针对铝电解槽废槽内衬（大修渣）污染严重的现状，中国铝业郑州研究院在研究废槽内衬危害性的基础上，提出并开发了加热法处理废槽内衬使之无害化的CHALCO-SPL技术，2003年完成了实验室研究及扩大试验，进行了阶段性鉴定，得到了以张国成院士为首的专家们的好评。
2004年底建成了国内首家废槽内衬材料无害化处理工业示范工程。
专利CN01106228.2报道了硫酸酸解法处理废内衬的方法，将废内衬粉碎后投入注入水和浓硫酸的酸解罐中进行酸解，产生的气体用水反复淋洗，回收氢氟酸；
酸解后产生的滤渣和滤液进一步处理，其滤渣可制取石墨粉和工业氢氧化铝、氧化铝；
其滤液可生产氟化盐、硫酸盐产品。
该专利未能工业化应用。
专利01128395.5（未授权）报道了用废阴极炭块生产阳极保护环的方法，将废阴极炭块破碎后作为干料，以糖浆或淀粉为粘结剂，混匀后即成保护料，把保护料通过模具直接捣固安装在阳极钢爪上，保护料在阳极使用中进行自焙烧形成牢固的保护环。
该技术若使用长期将对电解生产产生不利影响，同时也未见有电解铝企业使用该技术。
将废阴极块送往发电厂代替煤燃烧，利用阴极炭的热值，但含HF的燃烧废气难处理，且对设备有腐蚀，而且无法处理废耐火材料。
3、本方案拟采用的处理方法
本方案处理方法主要思路是将含氟含氰化物的电解槽大修渣与水溶性钙、镁、铝离子化合物和在水中可形成次氯酸的钙、镁、钠盐混合加水球磨制浆，待浆料中浸出的氰化物被次氯酸还原分解，氟化物与浆料中的钙、镁、
铝离子反应生成不溶于水的无毒的氟化钙（CaF2），MgF2，AlF3沉淀后，采用离心固液分离或过虑沉降池固液分离，分离后的水可复于用前段处理工艺，沉淀后的固体物可用于耐火材料生产的添加剂或建筑材料。
4、现行处理方法小结
填埋法不能彻底解决大修渣有害物质的处理问题，对电解槽大修渣无论是贮存或填埋，都有及其严格的要求，要投入巨额的渣场建设和运行管理费用，且存在长期的潜在污染隐患，因此此方法从长期发展的角度来讲是不可行的。
其他技术方法在工业化实施时均遇到了很大困难，或因设备腐蚀问题难解决，或因废弃液无法达标排放，或因无法处理全部大修渣的有害物质，或者能较好地处理氰化物，但其中氟化物处理难度较大，均无法做到大修渣无害化处理的完美统一。
本方案所采用处理技术可以使大修渣真正的做到无害化处理，处理后的大修渣可以将其由危废物变成普通固废，从根本上消除污染隐患，达到国家一般固废标准，从根本上消除污染隐患，则是最佳和最终方案。
六、工艺设计方案
1、工艺流程
大修渣→粉碎→制粉→计量（抽样预检）→与A制剂混合一次反应→与B制剂和C试剂混合二次反应→新生成物→抽样检测→排出废渣→压滤制饼→水循环使用。
大修渣无害化处理工艺流程图详见图2。
图2大修渣无害化处理工艺流程图
除尘器理处未大修渣给料仓箱破机粉料仓给料仓后理处．
球磨机
计量仓
压滤机废渣缓冲池智能反应仓
2、工艺过程简述
本工艺基于专利技术，对破碎机、球磨机和反应搅拌器进行技术改进及集成，使之适用电解铝企业电解槽大修渣无害化处理，制粉后，先人工抽样提取大修渣粉料进行化验分析，根据分析氟化物和氰化物的含量，处理系统自动调整和配制反应制剂的添加量，然后将定量的大修渣粉料送入混料机与除氰化物的A制剂充分混拌均匀后，通过输送机将混拌后的混料送入反应器，打开进水开关向反应器中加入定量的水，搅拌反应大约30分钟；
在同一搅拌反应器内投入处理氟化物B制剂和C制剂，搅拌反应大约30分钟，根据反应器的旁路通道提取液的检测数据调整反应时间和B、C制剂的添加量直到检测数据达到国家排放标准为止，最后，通过搅拌反应器出料口将处理完的废料排出，通过水循环利用系统将过滤净化后的水再次回收循环到处理线，实现了真正意义上零排放的目的。
3、总体技术指标
处理后固体废物中总氟化物（F－）具体指标为≤100mg/L，总氰化物（CN－）具体指标为≤5mg/L。
设备年处理能力：
10000吨大修渣废料。
4、大修渣处理后的成分
根据其他企业委托黎明化工研究院化工新材料检测中心对其试验处理后样品进行氰离子和氟离子的检测，完全可以达到相关国家标准。
具体数据详见表5
表5大修渣处理后检测报告
序号
氰离子（mg/L）
）氟离子（mg/L
值pH
1
0.029
23.45
8.5
2
0.013
21.02
7
3
0.007
27.62
9
4
0.012
20.91
5
0.059
18.52
6.5
6
15.33
0.037
20.05
8
0.27
21.24
7.5
产设备生七、
根据产能及工艺要求，主要设备选型详见表主要生产设备一览表表6
序号
设备名称
型号
功率
台数
给矿料仓
V-3m
/
密封给料机
GZG850×
30m
2.2kw
箱式破碎机
1.0mDNφ800×
55kw
皮带输送机
B650-3m
3kw
自动强力电磁铁
RC-5
5kw
斗式提升机
HL-105m
5.5kw
原料仓
×
4φ2.5
脉冲除尘器
ZM120脉冲袋除尘
22kw
A输送机
L219-5
10
电磁振动给料机
GZ-2
0.2kw
11
节能球磨机
6.0φ1500×
130kw
12
粉料仓
4.3
2.5φ×
13
干粉取样器
kz-2
0.5kw
14
输送机B
L219-8.5
15kw
15
输送机C
11kw
16
D输送机
L219-6
7.5kw
17
药物料仓A
φ1.5×
18
E输送机
219-3.5φ
19
智能反应仓
φ3×
4.8m
18.5kw
20
1电动蝶阀
D150mm
0.75kw
21
渣浆泵
6/4C-AH
30kw
22
2电动蝶阀
D100mm
23
输送机F
24
B药物料仓
2m×
φ1.8
25
输送机G
φ219-3.5
调酸罐
φ1.8×
2.4m
27
电动蝶阀3
D80mm
28
储酸罐
D2600*5.2
29
压滤机
4.5
30
污水处理装置
31
轴流风机
0.75
程方案八、工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22700m，900m。
原料堆放仓库占地主要建、构筑物工程一览表：
方案主要建、构筑物一览表见表7方案主要建、构筑物一览表表7
名称
建筑面积2）（m
建设数量
防火等级
建筑类别
总建筑面积2m）（
备注
原料堆放区
700
三级
Ⅰ
防地面硬防渗、化、酸
处理车间
2.1
药剂室
67.5
二级
Ⅲ
钢结构
2.2
化验室
36
二级
Ⅲ
2.3
主控室
2.4
配电室
22.5
2.5
生产线
738
Ⅰ
处理车间小计
900
792
废渣缓冲池
70
体积
过滤水槽
50
深2.5m
储水池
100
三级
深4.5m
罐区
浸泡池
主要建筑物通风、防腐、防渗措施故对其涉及的主要建筑物的通风、由于本方案原材料涉及危险化学品，防腐、防渗提出相应措施。
措施引用标准号）（国务院令第591《化学危险物品安全管理条例》
）（GB15603-1995《常用化学危险品贮存通则》
（公安部第六号）《仓库防火安全管理规则》
GB50016-2014）《建筑设计防火规范》（2011）《危险化学物品安全管理条例》（）（《工业建筑防腐蚀设计规范》GB50046-2008通风和空气调节系统《常用化学危险品贮《建筑设计防火规范》通风和空气调节系统应符合
存通则》以及《安全技术对策措施》的要求。
1、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。
3、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。
4、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。
九、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，
3。
生活排水按照80%计算，年排水310÷
1000=372m每天用水量为：
40×
30×
0.8=297.6m量为372×
2、生产用水
3/h，根据专利技术要求知，本方案生产用水循环
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