一种低成本铝灰脱氮处理方法技术

本发明专利技术属于有色金属固废资源化和无害化处理技术，具体涉及一种低成本铝灰脱氮处理的方法。所述低成本铝灰脱氮处理方法，其主要特征在于，在铝灰中加入适量添加料，混合均匀后装入铁质料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃以下或室温出炉。经本发明专利技术的技术方法处理的铝灰由黑色转变为灰白色，脱氮率可达90％以上，铝灰中氮化铝质量分数低于0.8％，遇水、遇碱均不再产生难闻气味，完全实现无害化，且后续可以进行资源化利用。本发明专利技术的方法有效利用了熔炼生产过程中的高温余热，使每吨铝灰脱氮处理成本低于160元，具有广阔的应用前景。

A low cost denitrification method of aluminum ash

【技术实现步骤摘要】
一种低成本铝灰脱氮处理方法
本专利技术属于有色金属固废资源化和无害化处理技术，具体涉及一种低成本铝灰脱氮处理的方法。
技术介绍
在铝加工领域，冶炼和熔炼环节通常会产生大量熔炼废渣，行业中也称为“一次铝灰”。尤其在再生铝行业，废铝重熔后产生的“一次铝灰”更多。由于这些“一次铝灰”中常含有较多的金属铝，所以后续通常需要进行炒灰处理，以回收其中的有用金属铝。经反复炒灰后形成的“二次铝灰”，成分非常复杂，呈黑色粉末状。由于在熔炼和炒灰过程中，高温下空气中的氮与铝反应生成了较多氮化铝(AlN)，而这些AlN遇水、遇碱又将反应生成有刺激性气味的氨气，污染环境，所以“二次铝灰”不能随意排放，更难以直接回收再利用，有些地方甚至已将其列入危废清单。在再生铝加工企业，这种“二次铝灰”不断产生，不仅占用大量场地，污染环境，而且浪费资源。实现“二次铝灰”的无害化和资源化处理，是目前铝工业领域的重点课题。对“二次铝灰”进行无害化处理的关键工序就是脱氮处理。只有经充分脱氮处理后，铝灰才不会释放难闻气味，后续才能进行有效再生利用。目前，行业内对铝灰进行脱氮处理的主要办法(湿法处理和高温处理)均存在一定问题，湿法处理不仅工艺复杂，投资成本高，而且容易带来新的环保问题；高温脱氮工艺简单、环保，但耗能高，每吨铝灰处理成本高达300～400元，且效率较低。因此，行业中急需寻找一种科学可行且低成本的铝灰脱氮技术，实现“二次铝灰”的大批量无害化处理，由此推动铝加工和再生铝产业的良性发展。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供了一种低成本铝灰脱氮处理的方法。本专利技术所述低成本铝灰脱氮处理方法，其主要特征在于，在铝灰中加入适量添加料，混合均匀后装入铁质料框，在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃以下或室温出炉。具体实施步骤包括：步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入适量添加料，并混合均匀；步骤三：将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃以下或室温出炉。其中，步骤二中所述添加料，为氟盐、熟石灰、石膏粉的混合物。所述氟盐为脱水干燥后的冰晶石粉(氟铝酸钠)，熟石灰和石膏粉也均为脱水干燥粉末；该混合物的具体配比为：氟盐:熟石灰:石膏粉＝7:2:1；这种混合物在铝灰中的添加量为铝灰质量的6％。步骤三将铝灰装入铁质料框的操作中，先在料框内壁涂覆一层钛白粉并烘干，其目的是防止铝灰粘连料框；装入料框的铝灰厚度H与料框宽度B之比H/B≤0.5。若铝灰太厚，空气难以通入，氮气不易排出；盖在料框上的石棉板应均匀钻出不少于12个直径为10mm的小孔。覆盖的目的是防止炉内热风吹散铝灰；钻孔的目的是为了通入空气，排放氮气。原理和优势铝合金熔炼生产时，通常在熔炼炉使用一段时间后，必须进行一次维护和清渣处理，以清除炉内积存的杂质，保证熔体质量。清渣时一般是先采用高温火焰和清渣剂将炉壁上的氧化渣溶解，汇集到炉底，然后待炉温将至接近室温再进行机械或人工清理。炉壁清渣烘烤的温度高达750～800℃，后续需要冷却20小时以上达到接近室温的温度，才能进行炉底炉渣清理。本专利技术就是利用这段从高温冷却到接近室温的余热进行铝灰脱氮处理。在高温和有氧环境下，以氟盐等为催化剂，铝灰中的AlN与空气中的氧气会发生一种“循环式氧化反应”，即空气中的部分氧原子与氟化物的氟原子结合，生成一种中间活性物质，这种中间活性物质在一定温度下能够很容易与AlN发生氧化反应，生成Al2O3及NyFx；NyFx又能够与O2继续发生反应，再生成中间活性物质，从而使反应持续进行。最终综合反应的产物为Al2O3和N2。通过长时间的高温反应，实现铝灰脱氮。AlN与O2的综合反应式为：4AlN+3O2＝2Al2O3+2N2↑“氟盐+熟石灰+石膏粉”混合添加料，在铝灰脱氮反应中起催化作用，加快反应速度，提高处理效率；同时，石膏粉和熟石灰的加入，以及在料框内壁涂覆钛白粉，可使脱氮铝灰更易聚集成团，且与料框内壁不粘连，使铝灰脱氮处理结束后易于从料框中取出。在料框上覆盖石棉板的目的是防止炉内热风吹散铝灰，但铝灰的脱氮反应需要大量空气(氧气)，因此盖在料框上的石棉板上须均匀钻出一些小孔，其目的是为了通入空气，排放氮气；同时，料框内装入的铝灰不能太厚，否则空气难以通入，氮气不易排出。采用本专利技术的技术方法处理的铝灰由黑色转变为灰白色，脱氮率可达90％以上，铝灰中氮化铝质量分数将低于0.8％，遇水、遇碱均不再产生难闻气味，完全实现无害化，且后续可以进行资源化利用。本专利技术的方法有效利用了熔炼生产过程中的高温余热，且采用了一种特殊添加料，不仅降低了成本，而且提高了处理效率；若采用现成的熔炼渣料框来装载铝灰，则不需要增加任何投资，且每吨铝灰脱氮处理的成本将低于160元。相比于已有技术办法，本专利技术操作简便，低能耗，无污染，设备投资少，处理成本低，因此具有广阔的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例与对比例得到的处理过后的铝灰。具体实施方式以下通过实施例和对比例对本专利技术的技术方案作进一步具体说明。需要说明的是，以下实施例和对比例仅用于解释本专利技术，而不应视为对本专利技术的权利要求的范围的限制。实施例1步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入6％的混合物，该混合物的具体配比为：氟盐：熟石灰：石膏粉＝7:2:1，并混合均匀；步骤三：铁质料框内壁涂覆一层钛白粉并烘干，将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃出炉，得到处理过的二次铝灰。实施例2步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入6％的混合物，该混合物的具体配比为：氟盐：熟石灰：石膏粉＝7:2:1，并混合均匀；步骤三：铁质料框内壁涂覆一层钛白粉并烘干，将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至室温出炉，得到处理过的二次铝灰。对比例1步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入5％的混合物，该混合物的具体配比为：氟盐：熟石灰：石膏粉＝7:2:1，并混合均匀；步骤三：铁质料框内壁涂覆一层钛白粉并烘干，将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃出炉，得到处理过的二次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本铝灰脱氮处理方法，其特征在于，按如下步骤进行处理：/n步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；/n步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入适量添加料，并混合均匀；/n步骤三：将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃以下或室温出炉；/n步骤二中所述添加料，为氟盐、熟石灰、石膏粉的混合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种低成本铝灰脱氮处理方法，其特征在于，按如下步骤进行处理：
步骤一：采用普通压力机将炒灰生产线形成的二次铝灰进行碾压，使结块的铝灰颗粒破碎并分散；
步骤二：在步骤一处理后的铝灰中加入适量添加料，并混合均匀；
步骤三：将加入了添加料且混合均匀的铝灰装入铁质料框，采用石棉板盖住料框；在熔炼炉维护和高温清理废渣时，将装有铝灰的料框放入熔炼炉内，随炉冷却至150℃以下或室温出炉；
步骤二中所述添加料，为氟盐、熟石灰、石膏粉的混合物。


2.根据权利要求1所述的一种低成本铝灰脱氮处理方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭炳锋，彭保太，林高用，张祖国，王建辉，
申请(专利权)人：江西保太有色金属集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36