一种铝灰资源化利用方法技术

本发明专利技术涉及一种铝灰资源化利用方法，首先将铝灰先进行湿法脱氮制备高铝料，再和赤泥、电石渣、烧碱混料配制成生料后进行烧结得到熟料，最后进行熟料溶出得到铝酸钠和固体渣，所述高铝料、电石渣、赤泥、纯碱的配比需满足：A/S≥5，N/R为1.03

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰资源化利用方法


[0001]本专利技术属于固体废弃物资源化
，具体涉及一种铝灰资源化处理方法。

技术介绍

[0002]铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的废弃物，主要包括金属铝单质、氧化铝和盐熔剂的混合物，是一种可再生资源。一般地，根据铝含量的不同，铝灰可分为一次铝灰、二次铝灰和三次铝灰。一次铝灰的颜色呈灰白色，是在电解铝或铸造等不添加盐熔剂的过程中产生的，一次铝灰的主要成分为铝和铝氧化物的混合物，铝含量可达15
‑
70％，故称为白铝灰。二次铝灰：包括含2
‑
18％铝、盐熔剂、氧化物等的黑铝灰、废灰、废屑、边角料等，经盐浴处理回收之后产生的NaCl、KCl、氟化物和3
‑
5％的铝的混合物，因其固结成块状被称为盐饼。三次铝灰：二次铝灰中的金属铝被进一步提取后剩余的废渣，称为三次铝灰，目前大量堆存的废铝灰，都是三次铝灰，这种铝灰几乎不含金属铝，主要含有氧化铝、盐熔剂等物质。从铝灰中回收铝及其他有价元素，对提高企业的经济效益，保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。
[0003]现有多种专利技术处理铝灰，如：中国专利技术专利200610117078.7用废铝灰制备铝酸钠的方法，提出了用烧碱浸取废铝灰生产固体铝酸钠的工艺，但对溶出铝灰后的废渣没有处理方法，对铝灰溶出过程中产生的废气处理没有涉及，显然没有达到废铝灰综合处理的目的。中国专利技术专利CN200610048565铝废渣、废灰综合利用处理工艺，提出了采用烧碱溶解铝废渣、废灰得到铝酸钠溶液；废渣再配烧碱、石灰(石)烧结、熟料、碱溶得到铝酸钠；进一步提取氧化铝、生产氢氧化铝和沸石，但分步提取铝和硅，碱耗高，工艺复杂；没有固氟，产品中混入氟；铝灰中氮源也未能利用。中国专利技术专利201611099617一种铝灰资源化处理方法，提出了铝灰水解脱氮、焙烧脱氟、加粘结剂造粒后1000
‑
1500℃℃煅烧得到铝灰熟料、烟气水喷淋脱氟、淋后循环水中加入石灰固氟，但改工艺煅烧后烟气用石灰乳固氟，工艺复杂。中国专利技术专利201910636033一种高效回收铝灰中有价元素的方法，提出了铝灰水解脱氮、氨气酸吸收制备铵盐，脱盐脱氨铝灰与碱液高压釜水热反应制备铝酸钠溶液，但没有固氟，产品中混入氟；水热法铝硅回收利用率也不高。
[0004]采用拜尔法生产氧化铝时，也会产生大量的赤泥，赤泥中含有一定量的氧化铝、氧化钠，不进行回收也是一种资源浪费，另外，赤泥作为一种固废对环境影响较大。
[0005]总之，目前，我国铝灰处理回收率低，能量消耗大，研究和开发将工业铝灰回收制备其他物质，对于提高经济效益，保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。因此,在此基础上利用铝灰、赤泥等固废，具有重要的社会价值和经济效益。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种铝灰资源化利用方法，回收铝灰中的铝、氮等高价元素，得到氨水等副产品，变废为宝，提高社会资源的利用率，同时除去了其中的氟并做了无害化处理，实现铝灰资源化，同时，增加赤泥的综合利用，有利
于环境保护。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种铝灰资源化利用方法，首先将铝灰先进行湿法脱氮制备高铝料，再和赤泥、电石渣、烧碱混料配制成生料后进行烧结得到熟料，最后进行熟料溶出得到铝酸钠和固体渣，所述高铝料、电石渣、赤泥、纯碱的配比需满足：A/S≥5，N/R为1.03
±
0.03，C/S为1.5
‑
2，F/A为0.08
‑
0.1。
[0009]进一步的，所述生料需要按照生料中各组分组成进行计算配比混合均匀配制而成。
[0010]进一步的，所述生料在配制过程中还加入了生料煤，所述生料煤占比按固定碳为干生料量的3.0～5.0％(wt％)。
[0011]进一步的，所述湿法脱氮工序S1为催化脱氮：将所述铝灰添加至注水的脱氮反应槽内，维持水中碱浓度为1
‑
5wt％，所述铝灰中的氮化铝进行碱催化水解、释放出氨气而脱氮，并形成脱氮料浆；所述脱氮料浆进行固液分离、洗涤形成高铝料和脱氮液。
[0012]进一步的，还包括工序S2钙化固氟:对所述铝灰水解脱氮后形成的脱氮液进行钙化固氟，以固化所述铝灰中的氟化物。
[0013]进一步的，生料配制为工序S3：向球磨机内加入所述高铝料，并按照比例配入电石渣、赤泥、纯碱和生料煤，搅拌、研磨、均化，形成固含满足要求的生料。
[0014]进一步的，熟料烧结为工序S4：将所述生料从回转窑的窑尾喷入，同时向所述回转窑的窑头喷入煤粉，控制烧结温度为1000
‑
1250℃，烧结时间为10
‑
60分钟，烧结后得到熟料。
[0015]进一步的，铝酸钠生成为工序S5：所述熟料通过破碎、磨细，熟料溶出后得到溶出浆料，再通过沉降、固液分离得到铝酸钠粗液和固体渣，所述铝酸钠粗液再通过立式叶滤机制备成铝酸钠精液。
[0016]进一步的，所述铝灰为二次铝灰，质量百分比组成为：Al2O3占38～50％，AlN占25
‑
35％，MgAl2O4占1～10％，Fe2O3占1～3％,SiO2占1～7％,CaF2占1～3％,NaF占1～5％,KF占0.5～1.5％。
[0017]进一步的，所述铝灰中氮回收率大于98％，铝灰和赤坭组成的固废中氧化铝回收率大于93％。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0019]1)本专利技术将湿法脱氮、常温钙化固氟、熟料烧结和铝酸钠制备进行有机结合，制备出铝酸钠溶液，同时副产物为低浓度氨水，工艺过程的废水循环利用，不仅实现了铝灰、赤泥、电石渣这些固废的无害化处理，而且实现了铝灰、赤泥、电石渣这些固废的资源化协同利用。
[0020]2)本专利技术将湿法脱氮、常温钙化固氟进行结合，反应条件温和、安全，工艺操控容易，设备简单，投资少,不会产生因铝灰直接高温煅烧脱氮、固氟而产生的脱氮不彻底、氟化合物泄露进入大气导致的后续熟料烧结的氟危废污染问题,没有二次污染，满足工业化绿色工厂生产要求,适合工业化推广应用。
[0021]3)本专利技术工艺过程中，无害化处理过程中不产生三废物质，没有废气排放，工艺处理过程中产生的废水能够进行系统内循环利用，也没有废水排放，危废氟通过固化转化为
稳定的氟化钙，避免了氟对环境和大气的污染。
[0022]4)本专利技术先脱氮、固氟提取氮资源，再烧结回收利用铝灰等固废中的铝等资源，脱氮、固氟效率高、彻底，产品铝酸钠的氮、氟含量低，产品铝酸钠溶液中杂质氮、氯和氟的含量低于0.01％。另外，本专利技术对铝灰先采用湿法脱氮，能够避免铝灰直接和赤坭等固废混合时，铝灰中的氮化铝遇水而发生水解导致生产过程氨气排放而形成的环境影响问题。
[0023]5)本专利技术中固废中铝、氮等高价元素得到了高效利用，其中，铝灰中氮回收率大于9本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰资源化利用方法，其特征在于，首先将铝灰先进行湿法脱氮制备高铝料，再和赤泥、电石渣、烧碱混料配制成生料后进行烧结得到熟料，最后进行熟料溶出得到铝酸钠和固体渣，所述高铝料、电石渣、赤泥、纯碱的配比需满足：A/S≥5，N/R为1.03
±
0.03，C/S为1.5
‑
2，F/A为0.08
‑
0.1。2.根据权利要求1所述的铝灰资源化利用方法，其特征在于，所述生料需要按照生料中各组分组成进行计算配比混合均匀配制而成。3.根据权利要求1所述的铝灰资源化利用方法，其特征在于，所述生料在配制过程中还加入了生料煤，所述生料煤占比按固定碳为干生料量的3.0～5.0％(wt％)，所述生料中水份含量为38～42％(wt％)。4.根据权利要求1所述的铝灰资源化利用方法，其特征在于，所述湿法脱氮为：将所述铝灰添加至注水的脱氮反应槽内水解脱氮。5.根据权利要求4所述的铝灰资源化利用方法，其特征在于，所述湿法脱氮为工序S1催化脱氮：将所述铝灰添加至注水的脱氮反应槽内，维持水中碱浓度为1
‑
5wt％，所述铝灰中的氮化铝进行碱催化水解、释放出氨气而脱氮，并形成脱氮料浆；所述脱氮料浆进行固液分离、洗涤形成高铝料和脱氮液。6.根据权利要求4所述的铝灰资源化利用方法，其特征在于，还包括工序S2钙化固氟:对所述铝灰水解脱氮后形成的脱氮液进行钙化固氟，以固化所述脱氮液中的氟化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯朝阳，王志平，杨光，邱玉刚，
申请(专利权)人：内蒙古日盛可再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：