电解铝清洁生产.ppt

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1、电解铝清洁生产一、电解铝行业国内外清洁生产概况二、电解铝化工原理三、电解铝工业流程四、电解铝排污环节五、国内电解铝行业清洁生产评价指标体系及其评价六、具体案例及分析1、废水处理方面:国外:处理后用于灌溉周围的植被作为冷却水循环利用于铝的冷凝,发动机冷却国内:主要通过混凝沉淀法来去除废水中污染物,采用生产污水闭路循环来减少废水的排放2、固体废物方面:在铝电解生产过程中,阴极碳素内衬及其他筑炉材料不可避免地会受到钠、电解质和铝的侵蚀,吸收大量含氟盐,同时侵蚀过程中产生的应力作用会使槽变形和内衬破损。铝电解槽大修时,要全部清除电解槽内碳素内衬及其

2、他筑炉材料,即形成大修废渣。一、电解铝行业国内外清洁生产概况我国各家铝厂对大修槽废渣除部分耐火材料回收利用外,其余排放途径基本为填沟倾倒,或露天堆放,没有妥善的处置措施。这些大修废渣受雨雪冲刷和浸泡,其中的可溶性氟浸出进入水中,渗入地下,有可能污染土壤和地下水;另外废渣长期露天堆放,渣表面风化,形成粉尘,可产生二次扬尘而污染大气。从目前的情况看,国内外在电解铝产生的危险均未找到最适宜的处理方式。但以美铝为代表的国际大铝业公司在堆存方式上则投入了大量财力以减少环境风险。例如,废渣的堆存场地有多个防渗层设计,并设有渗滤液收集处理系统和地下水监测

3、系统,以防止二次污染。寻求电解铝废渣的最佳处置方式,将是国内外电解铝业亟待解决的问题。目前世界上所有的铝都是用电解法生产出来的。铝电解工业生产采用霍尔-埃鲁冰晶石-氧化铝融盐电解法,即以冰晶石为主的氟化盐作为熔剂,氧化铝为熔质组成多相电解质体系。二、电解铝化工原理主要过程:将冰晶石-氧化铝熔液做电解质碳素材料为阴极和阳极,直流电从阳极导入经电解液和铝液层从阴极棒导出直流电的作用是以热能形式保持冰晶石、氧化铝等原料呈熔融状态和实现电化学反应。1、阳极反应通常的阳极反应写成C+2O2--4e=CO2但是电解质中无O2-,主要含氧离子形式为(Al

4、2OF6)2-和(Al2O2F4)2-,从(Al2O2F4)2-中移出第一个氧比移出第二个氧或比从(Al2OF6)2-中移出氧所需能量小得多,故正常情况下,阳极反应为:(Al2O2F4)2-+C-4e=CO2+2Al2OF4消耗掉的Al2O2F42-通过下列反应补充:Al2OF4+Al2OF62-=Al2O2F42-+2AlF32、阴极主要反应:2Al3+(络合的)+ 6e → 2Al3、总反应:2Al2O3+ 3C = 4Al + 3CO2三、电解铝工业流程四、电解铝排污环节铝电解以冰晶石-氧化铝氟化铝的熔体为电解质,以炭素材料为电极进行

5、电解。电解时在阴极上析出液态的金属铝,在阳极上产生气体。同时还散发出氟化物、粉尘等污染物为主的电解烟气。在400℃~600℃温度下,氧化铝中仍可含有0.2%~0.5%的水分。原料中的水分与固态氟化盐在高温条件下可发生化学反应,同时,进入熔融态电解质中的水分也可与液态的氟化盐发生化学反应,生成有害的HF气体为主的气-固氟化物等。1、电解过程中产生氟化物煤沥青的软化点为100℃~110℃,属高温沥青。沥青对人体的主要危害有两个方面:一是由于沥青中所含的蒽等光感物质,长时间接触,并经阳光照射,可引起皮炎;二是沥青烟对皮肤及粘膜的刺激作用。按照现行

6、国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则,沥青烟为Ⅲ级,属于中度危害。2、沥青烟主要来源于该工序生阳极工段的混捏机、磨粉系统及成型工段3、一氧化碳产生于电解槽的阳极。一氧化碳为无色、无嗅气体。它在血中与血红蛋白结合而造成组织缺氧。我国车间空气中的一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3,按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则,一氧化碳为Ⅱ级,属于高度危害。二氧化硫为无色气体,对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。轻度中毒时,皮肤或眼接触发生炎症或灼伤;严重中毒可在数小时内发生肺水肿、喉水肿、声带痉挛

7、而致窒息。我国车间空气中二氧化硫最高容许浓度为15mg/m3,按照现行国家标准《职业性接触毒物危害程度分级》中对毒物毒性分级的原则,二氧化硫可为Ⅵ级,属于轻度危害。4、在电解过程中还有硫化物产生。5、电解槽烟囱排放的固体颗粒C、Al2O3、Na3AlF6、Na5Al3F14、NaAlF4、AlF3、CaF等。6、电解槽阳极产生碳渣电解槽电极用碳做电极,产生大量碳固体废渣五、国内电解铝行业清洁生产评价指标体系及其评价电解铝清洁生产评价是检验电解铝生产企业清洁生产实施成果,并指导企业开展清洁生产的有效工具。通过运用生命周期分析方法对电解铝生产的

8、全过程进行研究分析,确定覆盖原材料、生产过程和产品的各个主要环节的电解铝清洁生产评价指标体系。该指标体系采用层次化结构设计,分为三级指标,每项指标按照层次分析法确定权重。国内评价

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