YS/T××××—××××T/CNIA××××—××××PAGEPAGE2××××-××-××實施××××××××-××-××實施××××-××-××發布電解處理鋁硅質大修渣資源化循環利用方法Recyclingmethodofelectrolytictreatmentofaluminum-siliconoverhaulslag（送審稿）T/CNIAXXXX—202XICS77.120.01CCSH01團體標準團體標準 中國有色金屬工業協會中國有色金屬工業協會中國有色金屬學會前言本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國有色金屬標準化技術委員會（SAC/TC243）提出并歸口。本文件起草單位：重慶旗能電鋁有限公司、河南中孚鋁業有限公司、中南大學、西南鋁業（集團）有限責任公司、重慶工商大學、重慶國創輕合金研究院有限公司、遵義鋁業股份有限公司、包頭鋁業有限公司、青銅峽鋁業股份有限公司、肇慶市大正鋁業有限公司。本文件主要起草人：II電解處理鋁硅質大修渣資源化循環利用方法1范圍本文件規定了采用電解槽電解的方法實現鋁硅質大修渣循環再利用的工藝流程、生產控制要點以及產品技術要求。本文件適用于鋁硅質大修渣的循環再利用。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應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射光譜分析方法GB/T8170數值修約規則與極限數值的表示和判定GB/T20975（所有部分）鋁及鋁合金化學分析方法GB29741鋁電解安全生產規范HJ2033-2013鋁電解廢氣氟化物和粉塵治理工程技術規范3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。3.1鋁硅質大修渣電解鋁生產過程電解槽陰極內襯中耐火材料部分因維修、更換產生的廢渣（大修渣）。4原理鋁硅質大修渣主要由防滲料和隔熱耐火磚組成，其主要成分是氧化硅和氧化鋁以及少量的氟化鹽和氰化物。氧化鋁是電解生產鋁的原料，氧化硅可以被電解，氟化鹽是電解質的主要組分，氰化物在電解槽高溫環境下會分解，通過電解方法處理鋁硅質大修渣的資源化循環利用可以有效地消除氟化鹽、氰化物的污染問題，同時回收再利用硅、鋁等有價元素。原理是將鋁硅質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氟化鹽溶解到電解質，作為電解質的補充原料，分解氰化物，去除電解鋁大修渣中的有毒成分，將電解鋁大修渣中的鋁、硅元素電解出來形成金屬Al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合金。圖1電解法處理鋁硅質大修渣原理圖原材料要求5.1鐵含量鋁硅質大修渣中的鐵含量小于1.3%。5.2粒度鋁硅質大修渣的粒度小于0.2mm。5.3配比綜合考慮溶解情況以及產品中的Si含量，鋁硅質大修渣和氧化鋁的合理配比控制在1：9~3：7范圍內。設備設施粉碎設備顎式破碎機：適用于鋁硅質大修渣初級破碎，要求初級破碎后能夠通過大小為100mm×300mm的格子孔，在鋼格子的周圍，設置有地下抽風系統，含塵氣體通過抽風系統進入除塵系統。二合一反擊錘式破碎機：適用于鋁硅質大修渣二次粉碎，反擊錘式破碎機進料口物料要求≤100×300mm，出料口為≤5mm，具有抽風系統能夠將含塵氣體抽入除塵系統。立式磨粉機：適用于鋁硅質大修渣的球磨粉碎，要求將≤5mm的鋁硅質大修渣粉碎料粉碎成0.2mm以下的粉料，具有抽風系統能夠將含塵氣體抽入除塵系統。混料設備多功能給料裝備：要求配備高位鋁硅質大修渣倉與氧化鋁倉，能夠實現二者按照一定比例混合。輸送設備粉料罐運輸車：將小于0.2mm的鋁硅質大修渣粉料運輸至電解車間。帶式輸送機：將鋁硅質大修渣粉料輸送至電解車間的高位鋁硅質大修渣倉。除鐵設備除鐵設備選用CXJ型干粉永磁筒式磁選機，根據需要除鐵的鋁硅質大修渣的量選用不同規格的磁選機。鋁電解槽200KA及以上容量大型預焙鋁電解槽，能夠滿足鋁硅質大修渣粉料生產鋁硅質合金的需要。工藝工藝流程圖2所示為鋁電解槽協同處置鋁硅質大修渣制備鋁硅中間合金的工藝流程。由于電解質的滲透以及長期高溫環境的作用，鋁硅質大修渣形成了一個板結塊，密度大，硬度大，為了使鋁硅質大修渣更快速的溶解于電解質中，鋁硅質大修渣必須經過鄂式破碎和球磨粉碎，使大修渣的粒徑在0.2mm以下，保證鋁硅質大修渣在投入電解質后能快速溶解。利用攪拌機將鋁硅質大修渣粉粒與氧化鋁按照一定比例混合，自動下料投入電解槽進行相應的電解處理，陰極的熔體即為形成的鋁硅質合金，隨時監測鋁硅中間合金中的鐵含量，根據鋁硅中間合金產品的要求判定是否進行鋁硅質大修渣粉粒的除鐵。圖2工藝流程圖分檢對鋁硅質大修渣進行分檢處理，鋁電解槽停槽內襯材料刨出轉運至大修渣庫，將炭素材料初選分離，用挖掘機破碎錘將大修渣結晶塊破碎成最大長度方向不超300mm的塊狀物。電解槽在生產運行過程中破損嚴重時，可能會出現爐底保溫內襯材料裂縫中夾有少量鋁塊，在刨爐過程中可篩選出直接回入電解槽內。破碎鋁硅質大修渣分為初級破碎、二級破碎以及球磨粉碎三個過程，初級破碎要求將鋁硅質大修渣粉碎至能通過100mm×300mm格子孔，二級破碎要求碎料小于5mm，球磨粉碎要求粉料控制在0.2mm以下。除鐵除鐵工藝根據大修渣中的含鐵量高低決定是否設置，將球磨粉碎后的鋁硅質大修渣經過磁選機，經磁選機除鐵后，含鐵量可以大幅降低。混合將除鐵后的鋁硅質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，根據下游企業對產品的硅含量要求控制鋁硅質大修渣與氧化鋁的配比，混合配比在1:9～3:7之間。電解處理將混合后的鋁硅質大修渣和氧化鋁配料送至電解槽氧化鋁料箱，通過電解槽自動下料，在生產的鋁電解槽內發生電化學反應，獲得鋁硅質合金液，用真空抬包吸出送往下游企業生產鋁硅合金。為保證鋁硅質大修渣配料正常熔解，電解生產平穩有序，電解過程要求分子比比正常生產槽上浮0.1-0.2左右，過熱度比正常生產槽上浮2-3℃，電解質水平比正常生產槽上浮1-3cm。換極作業打撈爐底沉淀，防止爐底壓降上升和鈣元素的過多富集。安全與環保環保粉碎與配料過程要求配置含塵氣體的除塵系統，除塵標準符合國家相關環保要求。電解過程的煙氣排放符合標HJ2033_2013鋁電解廢氣氟化物和粉塵治理工程技術規范的要求。安全粉碎過程注意安全警示，相應位置擺放安全警示標識。電解過程的安全操作應符合GB29741要求。產品質量9.1化學成分資源綜合利用產品的化學成分見表1。表1化學成分產品等級化學成分（質量分數）%SiFeGaCuMnMgZn其它Al=1\*ROMANI0.5～1.00.30.020.010.020.020.040.03余量=2\*ROMANII1.0～2.00.40.020.010.030.030.040.03余量=3\*ROMANIII2.0～30.010.040.040.040.03余量=4\*ROMANIV3.5～5.00.80.040.010.050.050.040.03余量表中未列出或未規定元素質量分數數值按照GB/T1196執行。注1：表中的每個數值均為元素質量分數的最高限。