一种铝灰制备烟气净化剂的方法技术

本专利公开了一种铝灰制备烟气净化剂的方法，在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀，在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。本方法生产成本低，效率高，实现资源高质循环利用。实现资源高质循环利用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰制备烟气净化剂的方法


[0001]本专利技术涉及有色固废的资源化利用领域，具体涉及铝灰制备烟气净化剂的应用，该铝灰制备的烟气净化剂可以用于水泥窑烟气中的氮氧化物的去除。

技术介绍

[0002]铝灰是铝熔铸过程的产物。根据铝熔铸所用原料和生产目的不同，铝灰的组成和含量会有较大区别。使用电解铝液生产重熔铝锭产出的铝灰，铝灰占铸锭产量的1.1%左右，成分相对简单且稳定，主要由金属铝、氧化铝、氮化铝、氯盐（氯化钠、氯化钾）和电解质（ 氟化钠、氟化钙、冰晶石等）组成，其中铝约占40%-50%，氧化铝约占30%-40%；生产铝合金产品产出的铝灰中，除了有金属铝、氧化铝、氮化铝、氯盐和电解质外，还存在数量和种类不定的其它元素及氧化物[刘战生，梁学民，卢志锋. 铝灰中各组分的形成与演变简析[J]. 湖南有色金属，2019，35（5）：58-60]。
[0003]铝灰中含有的铝颗粒具有表面积大，活性大的特点，遇水或在潮湿环境下易于反应产生氢气；铝灰中的氮化铝遇水产生氨气。氢气和氨气都是还原性气体，遇氧气和明火易发生爆炸，且氨气具有刺激性气味，是铝灰具有环境危害性的主要原因之一。除具有反应活性外，浸出毒性测试发现所检测铝灰样品中的溶出氟离子超标，氟离子的过量排放对水体、土壤、动植物都有严重危害，氟的去除和无害化处置是铝灰综合处置技术中需要重点解决的难题[焦志伟，刘伟，张涛，等. 铝冶炼企业铝灰固废属性鉴定研究[J]. 现代冶金，2019，47（4）：19-21]。
[0004]通常，按照铝灰中金属铝含量的不同，可分为一次铝灰和二次铝灰。从熔炼炉内扒出的铝渣称为一次铝灰，外观上呈现灰白色，主要是由金属铝和铝氧化物组成的混合物，铝含量可达15％-70％，也称之为“白铝灰”；二次铝灰是一次铝灰提取金属铝后的废弃物，主要成分为氧化铝、氮化铝、金属铝、盐类以及其它组分，因其固结成块状，也称之为“盐饼”[李帅，刘万超，刘中凯，等. 铝灰处理技术现状及展望[J]. 有色金属（冶炼部分），2018，（10）：25-29]。
[0005]本专利所用铝灰为一次铝灰提取金属铝后的二次铝灰，针对二次铝灰不能高值化利用等问题，本专利提供了铝灰制备烟气净化剂的方法，促进铝灰的高值化利用。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种铝灰制备烟气净化剂的方法，同已有技术方案相比，本方法能提高产品附加值、实现资源循环利用，具有显著的经济效益和社会效益。
[0007]一种铝灰制备烟气净化剂的方法，包括以下步骤：在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀，在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。
[0008]所述钙源为石灰石、电石渣、大理石粉中的一种，加入量为铝灰质量的10-30%。
[0009]所述钠源为芒硝、硝石中的一种，加入量为铝灰质量的10-30%。
[0010]所述氮化器为悬浮煅烧炉。
[0011]所述煅烧温度为800-1100℃。
[0012]相对于现有技术，本专利技术具有以下优点：钙源为石灰石、电石渣、大理石粉中的一种，在煅烧过程中钙源分解成氧化钙，氧化钙可与铝灰中的氧化铝反应生成铝酸钙，使包裹在金属铝表面的氧化铝膜破裂，有利于金属铝氮化生成氮化铝。
[0013]钠源为芒硝、硝石中的一种，在煅烧过程中钠源也可与铝灰中的氧化铝反应生成铝酸钠，使包裹在金属铝表面的氧化铝膜破裂，促进金属铝氮化生成氮化铝。
[0014]氮化器为悬浮煅烧炉，其由预热器和沸腾炉组成，具有热效率高、投资低的特点。预热器的级数为2-6级，根据预分解水泥窑常用的预热器的原理设计。沸腾炉原理为柱状喷腾紊流床，为具有缩口的柱体单元，柱体单元内径与缩口内径的比例为1.1:1-1.8:1，柱体单元内高度与柱体内径的比例为1:1-4:1。煅烧用燃料为废机油、煤、废塑料中的一种，对沸腾炉中的物料进行间接加热。用废机油、废塑料为燃料，可以实现资源循环利用。氮化器中与物料接触的气体为氮气，从空气中分离而得。从空气中分离出的氧气用于燃料燃烧，有利于提高烟气温度，产生的烟气主要为二氧化碳，有利于循环利用。
[0015]得到的烟气净化剂主要物相为氮化铝和铝酸钙，在烟气净化剂中加入水，水与氮化铝反应放出氨气；铝酸钙与水反应放出氢氧化钙，促进氮化铝与水反应和氨气从水溶液中释放出，产生的氨气用于水泥窑烟气脱硝，消除烟气中的氮氧化物。另外，烟气净化剂中的钠源可作为氮化铝与水反应的催化剂，本反应的反应率为100%。烟气净化剂与水反应产生的沉淀，可以作为水泥的原料使用，实现资源全利用。本烟气净化剂为固体，便于运输。
具体实施方式
[0016]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0017]在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀，在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。钙源和钠源的配方、煅烧温度，见表1。
[0018]表1
铝灰中金属铝转化为氮化铝、氧化铝转化为铝酸钙，其转化率均为100%；本专利技术的实施例均可实施并能达到专利技术目的。本专利技术不限于这些实施例。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰制备烟气净化剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀，在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。2.根据权利要求1所述的一种铝灰制备烟气净化剂的方法，其特征在于，所述钙源为石灰石、电石渣、大理石粉中的一种，加入量为铝灰质量的10-30%。3.根据权利要求1所述的一种铝灰制...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭宏斌，马小玲，侯小强，董发勤，杨飞华，李玉香，张吉秀，王进，贺小春，王进明，李芳，邓秋林，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：发明
国别省市：