一种二次铝灰资源化利用方法技术

本发明专利技术公开了一种二次铝灰资源化利用方法，属于冶金环保技术领域，本发明专利技术将二次铝灰磨粉后与水蒸汽在高压环境下进行对冲接触得到高浓度铝灰浆，回收氮气和部分氟化氢，对高浓度铝灰浆进行抽滤后的抽滤液进行蒸发结晶，回收大部分氯化盐，对铝灰渣进行冲洗后的液相进行蒸发结晶，回收剩余氯化盐，并且将两次蒸发结晶产生的水蒸汽在线资源化利用，冲洗后的固相先经焙烧后回收剩余部分的氟化物，再加入复合碱熔剂进行除杂熔炼后再次进行固液分离，浸出液经干燥后煅烧得到氧化铝。本发明专利技术具有回收利用率高、资源化程度高、环保效益高且节能省时等优点。

A resource utilization method of two times aluminum ash

The invention discloses a two time resource utilization method of aluminum ash, which belongs to the field of metallurgical environmental protection technology. The invention provides high concentration aluminum gray pulp after two times of aluminum ash grinding powder and water vapor in high pressure environment, recovery nitrogen and partial hydrogen fluoride, and the extraction of the high concentration aluminum ash after the filtration is evaporated. Crystal, reclaiming most of the chloride salt, evaporating and crystallizing the liquid phase after washing the aluminum ash, recovering the remaining chloride, and using the water vapor produced by the two evaporation crystallization on line, and reclaiming the remaining part of the fluoride after the roasting after the flushing, then adding the compound alkali flux to carry out the impurity smelting and smelting. After solid-liquid separation, the leaching solution was dried and calcined to obtain alumina. The invention has the advantages of high recycling rate, high resource utilization, high environmental protection efficiency, energy saving and time saving.

【技术实现步骤摘要】
一种二次铝灰资源化利用方法
本专利技术涉及冶金环保
，具体涉及一种二次铝灰资源化利用方法。
技术介绍
随着金属铝应用范围的日益扩大，铝灰的产生量也将成比例增长，如果考虑逐年的增长和历年的累积量，这个数字将更为惊人。据统计，每生产1000kg铝，就会产生25-50kg的铝灰，全世界每年产生约500万吨的铝灰。以往人们把铝灰看做废渣而堆弃，此举不仅造成铝资源浪费，还会带来环境问题。因此，寻找经济有效的方法加以治理和利用铝灰，在实现资源的有效循环利用的同时，不仅会提高铝行业的经济效益，还将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。铝灰，是指铝生产和加工中产生的固体废弃物，又被分为一次铝灰和二次铝灰。二次铝灰的特点集中体现在三个方面，一是内含氟、氮等有毒有害物质，这是铝灰定性为危险固废的根本原因所在，铝灰的氮化铝中的氮遇水生成氨产生的恶臭味是影响环境的最主要的动因；二是铝灰内所含的主要物质为铝、氧化铝、电解质等，利用价值颇高；三是铝灰内所含的主要物质铝、氧化铝、电解质及其反应物以混合状态存在。目前国内铝生产和加工产生的一次铝灰由于其中的金属铝含量较高，具有经济价值，为企业重视和回收处理，而二次铝灰作为一次铝灰提铝后的剩余物，且由于国内至今缺乏技术上先进、成熟，经济上投资少、效益高的处置项目和工艺，多数二次铝灰被直接弃掉，既造成了资源的浪费，又污染了环境。若能将二次铝灰中的其它成分浸出，最大限度的进行利用，并将其制备成高附加值的新材料，即能实现铝灰的循环利用。然而，当前国内的铝灰处理基本上都是小作坊，回收方法简单，都是敞开式作业，产生大量的灰尘，氟化盐产生大量的烟雾，污染严重，虽然铝被回收利用，但是氧化铝和氟化盐等其它成分都被当做废料抛掉，不能循环利用。并且传统的二次铝灰除去氮常利用高温水浸，实现氮气的回收，这种方法时间长且浸出效果较差。
技术实现思路
针对以上技术问题，本专利技术提供一种回收利用率高、资源化程度高、环保效益高且节能省时的二次铝灰资源化利用方法。本专利技术的技术方案为：一种二次铝灰资源化利用方法，包括以下步骤：S1：将二次铝灰与润滑剂以质量比为10-20:1加入到行星高能球磨机中，润滑剂能促进二次铝灰的研磨，可有效防止研磨后二次铝灰粉末沉积结块到机器底部，研磨至粒径为100-400目，得到铝灰粉，并装入气力输送泵仓中；S2：所述气力输送泵仓将所述铝灰粉以体积流量Am3/h通过管道输送至高压反应罐内，同时，在所述高压反应罐的另一侧以体积流量Bm3/h通入水蒸汽，其中，A:B＝1:2-5，所述水蒸汽与铝灰粉的流向夹角为180度且方向相反，铝灰粉与水蒸汽充分接触后落入所述高压反应罐内底部，得到铝灰浆，所述铝灰浆通过高压反应罐底部的搅拌器以60-300r/min进行搅拌，当铝灰粉送入完毕后，持续通入水蒸汽，维持高压反应罐内气压为2-6kPa，反应时间为20-50min，利用间歇排气法，从高压反应罐顶部排出混合气，并利用气体收集与分离装置收集所述混合气并进行分离；S3：利用抽滤机将步骤S2处理后的所述铝灰浆进行一次固液分离，得到抽滤液和铝灰渣，将所述抽滤液进行一次蒸发结晶回收氯化盐；所述铝灰渣利用2-4倍体积比的清水冲洗1-2次，然后进行二次固液分离后得到固相和液相，所述液相经过二次蒸发结晶回收氯化盐，一次蒸发与二次蒸发产生的水蒸汽通向至S2中的高压反应罐中；S4：将S3中的所述固相在1300-1500℃下焙烧1-2h，同时在焙烧设备上与所述气体收集与分离装置相连，回收氟化物气体；S5：将经S4处理后的固相打散后与复合碱熔剂以质量比为2-3:1混匀，在800-1100℃下熔炼1-3h，得到熔炼料；S6：将所述熔炼料与清水以固液比为1:1-2混合，沉浸40-120min，温度为60-80℃，搅拌速度为80-100r/min，并通入过量CO2持续曝气，三次固液分离后得到含有杂质的赤泥和含有氢氧化铝的浸出液；S7：将所述浸出液干燥成粉末后在大于1000℃温度下进行煅烧即可得氧化铝。进一步地，S2中所述铝灰粉的体积流量Am3/h的最大值为5m3/h，限定最高流速，便于铝灰粉与水蒸汽充分接触。进一步地，S2中所述间歇排气法的方式为：当高压反应罐内压力值为2-6kPa时，每10min进行一次1-2min排气；当所述高压反应罐内压力值大于6kPa时，立即进行排气1-5min。进一步地，所述混合气为氨气和氟化氢，当二次铝灰中的氮化铝与水反应则生成氨气逸出，氟化铝在300-400℃的水蒸汽下可部分水解为氟化氢和氧化铝。进一步地，所述复合碱熔剂是由以下重量份的组分组成：90-110份氧化钙、80-130份碳粉、80-130份骨粉、30-50份碳酸氢钠、120-160份白泥，复合碱熔剂的价格相比较纯碱和烧碱要便宜很多，性价比也高很多。进一步地，所述S3中所述铝灰渣利用清水冲洗的同时，利用超声波进行辅助清洗，超声波频率为25-40KHz，利用超声波辅助清水冲洗，可加快冲洗速率，既节约水资源还可节省时间。进一步地，所述高压反应罐包括罐体、密封阀一、密封阀二、密封盖、搅拌器、排气口和计时压力表，所述密封阀一和密封阀二位于所述罐体上部的对侧位置，密封阀一和密封阀二分别连接输送所述铝灰粉的管道和输送水蒸汽的管道，所述密封盖连接在罐体的底部，所述搅拌器垂直固定连接在密封盖的内底部，所述排气口和计时压力表设置在罐体的顶部，从排气口排出的气体流向所述气体收集与分离装置。更进一步地，所述高压反应罐的工作方法为：以体积流量Am3/h通过所述密封阀一向高压反应罐内通入铝灰粉，同时以体积流量Bm3/h通过所述密封阀二向高压反应罐内通入铝灰粉通入水蒸汽，使得铝灰粉与水蒸汽在所述罐体内对冲接触形成所述铝灰浆，当铝灰粉送入完毕后，关闭密封阀一，持续通入水蒸汽，并利用所述搅拌器搅拌沉积在所述罐体底部的铝灰浆，当高压反应罐内压力值为2-6kPa时，每10min进行一次1-2min排气；当所述高压反应罐内压力值大于6kPa时，立即进行排气1-5min，排气时关闭密闭阀二，排气结束后再开启，反应结束后，打开所述密封盖，进行出料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术将二次铝灰磨粉后与水蒸汽在高压环境下进行对冲接触，得到高浓度铝灰浆，既提高了反应温度又增大了接触面积，大大提高了氨气的产生速率，并且二次铝灰中的氟化铝在300-400℃的水蒸汽下可部分水解为氟化氢和氧化铝，还可部分回收氟化氢，相比传统的用高温水浸提，本专利技术更加节省时间和水资源。(2)将高浓度铝灰浆进行一次固液分离，抽滤液进行一次蒸发结晶，由于浓度高，蒸发结晶快，节省能源；并将在超声波辅助下对铝灰渣用清水冲洗，并进行二次固液分离，对分离得到的液相进行二次蒸发结晶，回收剩余氯化盐，其中，一次蒸发结晶和二次蒸发结晶产生的水蒸汽则返回到高压反应罐中进行在线资源化利用，相比传统的将水蒸汽冷凝后再利用，更加节省时间。(3)本专利技术通过二次固液分离得到的固相经焙烧后回收剩余部分的氟化物，与第一次结合，回收更加彻底。(4)在焙烧完后通过加入复合碱熔剂进行除杂熔炼，其中复合碱熔剂的价格相比较纯碱和烧碱要便宜很多，性价比也高很多。附图说明图1是本专利技术的工艺流程图。具体实施方式为进一步了解本专利技术的内容，下面结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次铝灰资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将二次铝灰与润滑剂以质量比为10‑20:1加入到行星高能球磨机中，研磨至粒径为100‑400目，得到铝灰粉，并装入气力输送泵仓中；S2：所述气力输送泵仓将所述铝灰粉以体积流量Am3/h通过管道输送至高压反应罐内，同时，在所述高压反应罐的另一侧以体积流量Bm3/h通入水蒸汽，其中，A:B＝1:2‑5，所述水蒸汽与铝灰粉的流向夹角为180度且方向相反，铝灰粉与水蒸汽充分接触后落入所述高压反应罐内底部，得到铝灰浆，所述铝灰浆通过高压反应罐底部的搅拌器以60‑300r/min进行搅拌，当铝灰粉送入完毕后，持续通入水蒸汽，维持高压反应罐内气压为2‑6kPa，反应时间为20‑50min，利用间歇排气法，从高压反应罐顶部排出混合气，并利用气体收集与分离装置收集所述混合气并进行分离；S3：利用抽滤机将步骤S2处理后的所述铝灰浆进行一次固液分离，得到抽滤液和铝灰渣，将所述抽滤液进行一次蒸发结晶回收氯化盐；所述铝灰渣利用2‑4倍体积比的清水冲洗1‑2次，然后进行二次固液分离后得到固相和液相，所述液相经过二次蒸发结晶回收氯化盐，一次蒸发与二次蒸发产生的水蒸汽通向至S2中的高压反应罐中；S4：将S3中的所述固相在1300‑1500℃下焙烧1‑2h，同时在焙烧设备上与所述气体收集与分离装置相连，回收氟化物气体；S5：将经S4处理后的固相打散后与复合碱熔剂以质量比为2‑3:1混匀，在800‑1100℃下熔炼1‑3h，得到熔炼料；S6：将所述熔炼料与清水以固液比为1:1‑2混合，沉浸40‑120min，温度为60‑80℃，搅拌速度为80‑100r/min，并通入过量CO2持续曝气，三次固液分离后得到含有杂质的赤泥和含有氢氧化铝的浸出液；S7：将所述浸出液干燥成粉末后在大于1000℃温度下进行煅烧即可得氧化铝。...

【技术特征摘要】
1.一种二次铝灰资源化利用方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将二次铝灰与润滑剂以质量比为10-20:1加入到行星高能球磨机中，研磨至粒径为100-400目，得到铝灰粉，并装入气力输送泵仓中；S2：所述气力输送泵仓将所述铝灰粉以体积流量Am3/h通过管道输送至高压反应罐内，同时，在所述高压反应罐的另一侧以体积流量Bm3/h通入水蒸汽，其中，A:B＝1:2-5，所述水蒸汽与铝灰粉的流向夹角为180度且方向相反，铝灰粉与水蒸汽充分接触后落入所述高压反应罐内底部，得到铝灰浆，所述铝灰浆通过高压反应罐底部的搅拌器以60-300r/min进行搅拌，当铝灰粉送入完毕后，持续通入水蒸汽，维持高压反应罐内气压为2-6kPa，反应时间为20-50min，利用间歇排气法，从高压反应罐顶部排出混合气，并利用气体收集与分离装置收集所述混合气并进行分离；S3：利用抽滤机将步骤S2处理后的所述铝灰浆进行一次固液分离，得到抽滤液和铝灰渣，将所述抽滤液进行一次蒸发结晶回收氯化盐；所述铝灰渣利用2-4倍体积比的清水冲洗1-2次，然后进行二次固液分离后得到固相和液相，所述液相经过二次蒸发结晶回收氯化盐，一次蒸发与二次蒸发产生的水蒸汽通向至S2中的高压反应罐中；S4：将S3中的所述固相在1300-1500℃下焙烧1-2h，同时在焙烧设备上与所述气体收集与分离装置相连，回收氟化物气体；S5：将经S4处理后的固相打散后与复合碱熔剂以质量比为2-3:1混匀，在800-1100℃下熔炼1-3h，得到熔炼料；S6：将所述熔炼料与清水以固液比为1:1-2混合，沉浸40-120min，温度为60-80℃，搅拌速度为80-100r/min，并通入过...

【专利技术属性】
技术研发人员：温勇，杜建伟，马英，张明杨，贺框，
申请(专利权)人：环境保护部华南环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44