利用工业废渣制备氧化铝的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用工业废渣制备氧化铝的方法，包括以下步骤：配制生料，将按重量百分比计的以下原料混合后磨碎，所述原料包括：铝灰5％‑25％、粉煤灰为5％‑25％以及石灰石或电石渣为50％‑90％，在必要时还可以补充铁质校正原料，控制原料混合后石灰的饱和系数在0.8～1.2之间。在制备氧化铝熟料过程中，在两步煅烧之间增加了压差闪蒸干燥的基础上，在熟料氧化铝精制过程中改传统湿磨进行超微粉碎后直接溶解，既可以提高氧化铝的产量，又可以减少碱液的耗量。本发明专利技术能够将工业废渣铝灰、粉煤灰经过处理得到氧化铝，实现工业废渣的再利用。

Preparation of Alumina from Industrial Waste Slag

The invention discloses a method for preparing alumina from industrial waste residue, which includes the following steps: preparing raw materials, mixing and grinding the following raw materials according to weight percentage, the raw materials include: alumina lime 5%25%, fly ash 5%25% and limestone or calcium carbide slag 50%90%. When necessary, iron calibration raw materials can be added to control lime after mixing of raw materials. The saturation coefficient is between 0.8 and 1.2. In the process of preparing alumina clinker, on the basis of adding differential pressure flash drying between two steps of calcination, the traditional wet grinding was changed into ultra-fine grinding in the process of alumina refining to dissolve directly, which can not only increase the output of alumina, but also reduce the consumption of alkali liquor. The invention can obtain alumina from industrial waste slag aluminium ash and fly ash after treatment, and realize the reuse of industrial waste slag.

【技术实现步骤摘要】
利用工业废渣制备氧化铝的方法
本专利技术涉及一种工业废渣处理方法。更具体地说，本专利技术涉及一种利用工业废渣制备氧化铝的方法。
技术介绍
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，含有铝及多种有价元素，是一种可再生资源。铝灰主要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成，其中含铝10％-30％、氧化铝20％-40％。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。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物，已成为我国当前排量较大的工业废渣之一。我国火电厂粉煤灰的氧化物组成为：SiO2、Al2O3及少量的FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等。其中SiO2和Al2O3含量可占总含量的70％以上。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种利用工业废渣制备氧化铝的方法，其能够将工业废渣铝灰、粉煤灰经过处理得到氧化铝，实现工业废渣的再利用。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种利用工业废渣制备氧化铝的方法，包括以下步骤：配制生料，将按重量百分比计的以下原料混合后磨碎，所述原料包括：铝灰5％-25％、粉煤灰为5％-25％以及石灰石或电石渣为50％-90％，控制原料混合后石灰的饱和系数在0.8～1.2之间。铝灰一般为电解铝企业生产产生的废渣，粉煤灰一般为电厂燃煤产生的废弃物，通过添加钙质校正原料石灰石或电石渣，调整一定的配比，再通过煅烧等手段得到合格的氧化铝熟料。优选的是，所述原料还包括铁质原料，所述铁质原料的重量百分比为5％以内，原料中铁质原料比例不够，通过添加铁质校正原料调整合格的配比。优选的是，还包括：配制生料的以下步骤：步骤一，高温煅烧：将配制好的原料放入干法窑外预热器内煅烧10～20min得高温煅烧料，煅烧温度为600～800℃；步骤二，压差闪蒸干燥：将步骤一所得高温煅烧料冷却至100～120℃，施加0.1～0.3MPa的压强保温10～20min，降低压强至-0.1～-0.08Mpa后保温90～180min得干燥料；压差闪蒸干燥后的物料结构中的空腔进一步打开，同时也会发生部分坍塌，形成产品的酥脆质构，便于后续粉碎操作；进一步打开的空腔结构后再进行煅烧，使得石灰石等碳酸盐更完全分解，使得后续固相反应产量的提升，也提高了热量的利用效率。步骤三，二次煅烧：将步骤二所得干燥料放入干法窑外分解窑煅烧10～20min得所述氧化铝熟料，所述煅烧温度为800～1400℃，步骤二得到的物料结构进一步打开空腔，使得石灰石等碳酸盐更完全分解。石灰石在实际生产中，常在1000～1300℃下煅烧，通过在两步煅烧过程中增加压差闪蒸干燥步骤，产量远远高于常规生产产量，且煅烧时间总和小于等于常规生产的煅烧时间。步骤四，间接降温冷却：将步骤三所得氧化铝熟料经二次冷却后，冷却至60～100℃。其中：一次冷却采用筒式冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料直接换热冷却至600℃；物料在冷却设备中停留时间10～60min；二次冷却采用间接冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料间接换热冷却至60～100℃。物料在冷却设备中停留时间30～120min。优选的是，所述铁质原料为铁的氧化物。优选的是，所述原料中所述铝灰中氧化铝与氧化硅含量的重量比为1.2～1.6。优选的是，还包括氧化铝熟料的进一步处理，包括：第一步，将所得氧化铝熟料先进行粗粉碎，粗粉碎后超微粉所1～3min得粉碎料，煅烧过程形成的酥脆质构使得氧化铝熟料在常温下即可达到超微水平，将粉碎料边搅拌边溶入碳酸钠溶液中得原浆；取代传统拜耳法中的湿磨步骤，湿磨过程中需要循环输送碱液，碱液耗量大，本技术方案极大地节省了碱液。第二步，将第一步所得原浆的液体经碳酸化分解制得粗氢铝，用氢氧化钠碱液制为粗氢铝浆液，进行高压溶出，得粗浆液；第三步，将第二步所得粗浆液降温、减压后分离、洗涤得精制液；第四步，将第三步所得精制液进行种子分解，所用种子为细粒氢氧化铝，种子分解后过滤、分离、洗涤得中间产品氢氧化铝；第五步，将第四步所得氢氧化铝进行高温焙烧得产品氧化铝。优选的是，第二步中所述高压溶出步骤为：将第一步所得原浆的液体经碳酸化分解制得粗氢铝，用氢氧化钠碱液制为粗氢铝浆液，送入套管预热器中，利用二次蒸汽预热至120～150℃后进入停留罐中，将原浆温度在140～150℃保温40～60min，其中停留罐压力为0.3～0.6Mpa。优选的是，第三步所述分离、洗涤在沉降槽中进行，。优选的是，第四步所述种子分解步骤为：将第三步所得精制液加入细粒氢氧化铝，经降温、长时间搅拌50～70h，自行分解析出固体，其中种子分解开始温度为70℃，终了温度为45℃。优选的是，第四步所述种子分解步骤中加入种子细粒氢氧化铝的种子比为2～5，其中种子比是指加入的氢氧化铝中的氧化铝重量与溶液中氧化铝重量的比值。本专利技术至少包括以下有益效果：其一，本专利技术将工业废渣铝灰、粉煤灰经过处理得到氧化铝，实现工业废渣的再利用；其二，本专利技术采用新型干法窑外分解技术，其具有煅烧温度广、物料大、易于控制的优点；其三，本专利技术的制备方法所得氧化铝产量高，杂质少；其四，本专利技术的制备方法热量利用率高。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。实施例1步骤一，配制生料：将按重量百分比计的以下原料混合后磨碎，所述原料包括：铝灰5％、粉煤灰为5％以及石灰石或电石渣为90％，控制原料混合后石灰的饱和系数在0.8～1.2之间。步骤二，煅烧，其包括：高温煅烧：将配制好的原料放入干法窑外预热器内煅烧10～20min得高温煅烧料，煅烧温度为600～800℃；压差闪蒸干燥：将所得高温煅烧料冷却至100～120℃，施加0.1～0.3MPa的压强保温10～20min，降低压强至-0.1～-0.08Mpa后保温90～180min得干燥料；二次煅烧：将所得干燥料放入干法窑外分解窑煅烧10～20min得氧化铝熟料，所述煅烧温度为800～1400℃；间接降温冷却：将所得氧化铝熟料经二次冷却后，冷却至60～100℃。其中：一次冷却采用筒式冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料直接换热冷却至600℃；物料在冷却设备中停留时间60min；二次冷却采用间接冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料间接换热冷却至60～100℃。物料在冷却设备中停留时间120min。步骤三，氧化铝熟料的进一步处理，包括：第一步，将所得氧化铝熟料先进行粗粉碎，粗粉碎后超微粉所1～3min得粉碎料，将粉碎料边搅拌边溶入碳酸钠溶液中得原浆；第二步：将原浆的液体经碳酸化分解制得粗氢铝，用氢氧化钠碱液制为粗氢铝浆液，进行高压溶出，得粗浆液；其具体步骤为：将第一步所得粗氢铝浆液送入套管预热器中，利用二次蒸汽预热至120～150℃后进入停留罐中，将粗氢铝浆液温度在140～15本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用工业废渣制备氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：配制生料，将按重量百分比计的以下原料混合后磨碎，所述原料包括：铝灰5％‑25％、粉煤灰为5％‑25％以及石灰石或电石渣为50％‑90％，控制原料混合后石灰的饱和系数在0.8～1.2之间。

【技术特征摘要】
2018.05.08 CN 20181043191751.利用工业废渣制备氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：配制生料，将按重量百分比计的以下原料混合后磨碎，所述原料包括：铝灰5％-25％、粉煤灰为5％-25％以及石灰石或电石渣为50％-90％，控制原料混合后石灰的饱和系数在0.8～1.2之间。2.如权利要求1所述的利用工业废渣制备氧化铝的方法，所述原料还包括铁质校正原料，所述铁质校正原料的重量百分比为5％以内，石灰石或电石渣的重量百分比为45％-90％。3.如权利要求1或者2所述的利用工业废渣制备氧化铝的方法，其特征在于，还包括：配制生料的以下步骤：步骤一，高温煅烧：将配制好的原料放入干法窑外预热器内煅烧10～20min得高温煅烧料，煅烧温度为600～800℃；步骤二，压差闪蒸干燥：将步骤一所得高温煅烧料冷却至100～120℃，施加0.1～0.3MPa的压强保温10～20min，降低压强至-0.1～-0.08Mpa后保温90～180min得干燥料；步骤三，二次煅烧：将步骤二所得干燥料放入干法窑外分解窑煅烧10～20min得氧化铝熟料，所述煅烧温度为800～1400℃；步骤四，间接降温冷却：将步骤三所得氧化铝熟料经二次冷却后，冷却至60～100℃。其中：一次冷却采用筒式冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料直接换热冷却至600℃；物料在冷却设备中停留时间10～60min；二次冷却采用间接冷却机，以冷风做为冷却介质，与物料间接换热冷却至60～100℃。物料在冷却设备中停留时间30～120min。4.如权利要求2所述的利用工业废渣制备氧化铝的方法，其特征在于，所述铁质校正原料为铁的氧化物。5.如权利要求1或者2所述的利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾恒昌，赵雄慧，郝耀进，罗永虎，章锁，任立新，高海军，何军，贾有世，张智浩，生艳军，李国臣，李忠英，秦秀红，吴杰，高波，赵景峰，
申请(专利权)人：内蒙古蒙西鄂尔多斯铝业有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15