一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统，方法包括无害化二次铝灰依次经过余热利用烘干处理、混料处理、预热处理、煅烧处理，得到铝酸钙。系统包括依次串联设置有烘干装置、混料球磨机、回转窑的铝酸钙生产系统，回转窑窑头设空气冷却机、窑尾设旋风预热器，烘干装置、空气冷却机、旋风预热器通过管道连接。本发明专利技术烘干时可充分利用回转窑的烟气余热，减少热能消耗，且由于进入铝酸钙生产系统的是无害化二次铝灰，不含铝灰中常有的含氮、含氟和金属铝等物质，减少了铝酸钙的生产难度并保证了铝酸钙产品的品质，废物利用、保护环境的同时达到了很好的节能降效效果。护环境的同时达到了很好的节能降效效果。护环境的同时达到了很好的节能降效效果。

【技术实现步骤摘要】
一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统


[0001]本专利技术属于铝工业废弃资源铝灰的处理及回收利用
，具体为一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统。

技术介绍

[0002]铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。世界铝产量从1956年开始超过铜产量一直居有色金属之首。当前铝的产量和用量(按吨计算)仅次于钢材，成为人类应用的第二大金属。中国是世界上最大的铝生产国和消费国。据统计，每生产和铸造1吨铝，大约30～50kg铝灰，2019年，我国原铝产量达3504万吨，排放的铝灰量约500万吨，历史遗存该类废置物料数量更加惊人。2020年，中国进入铝消费的峰值期，2025年中国将成为全球铝废料的主要来源地。面对铝土矿资源的逐步匮乏，铝应用量的逐渐增大，环保要求的逐渐严苛，铝回收利用不可小视，在我国铝的回收再生利用不仅仅是节省资源，减少能源消耗和保护环境，更主要的是未来重要的发展方向。
[0003]利用铝灰、废铝材等废弃资源提炼再生铝，是铝工业发展的重要补充。铝灰是铝水铸锭、铝锭重熔等铝冶炼及加工过程中产生的工业固体废物，铝灰中的金属铝和氧化铝成分具有再生利用的价值，同时铝灰中含有可溶性氟化物、氮化铝成分也是环境保护关注的重点。如果将铝灰填埋，对当地土壤及水资源会造成严重污染，造成周边牲畜、居民和植物重金属中毒，还会导致周边土壤盐碱化，农作物大量死亡。传统处置方式基本是填埋或露天堆放，这样的处置措施不仅占用了大量土地，而且其中所含的可溶性氟化物及氨气会通过风吹、日晒、雨淋的作用转移或挥发进入大气，或随雨水混入江河、渗入地下污染土壤和地下水，对动植物生长及人体产生很大损害，破坏生态环境，影响农业生态平衡。
[0004]长期以来铝工业企业和科研院所对铝灰处理和利用做出了大量的研究，有了一定成果，目前现有的铝灰处理技术可分为回收金属铝工艺和利用铝灰合成材料工艺。
[0005]针对回收金属铝工艺，国内外从铝灰中回收铝的方法很多，大体上可以分为热处理回收法和冷处理回收法，热处理方法主要有炒灰回收法和回转窑处理法等，这些方法铝的回收率可达70％以上。热处理回收法主要针对一次铝灰，该方法主要利用铝灰本身的热量，再加入一些添加剂(主要为盐类)，通过高温搅拌使铝灰中的金属铝熔化，由于金属铝和铝灰不润湿，且金属铝的密度大沉入底部，从而实现金属铝和铝灰的分离。此方法的优点是操作简单，缺点是在高温下对铝灰进行搅拌会产生大量的烟尘，对环境造成污染，且通过此方法处理后的二次铝灰含有大量的可溶性盐，后续处理困难、易引起二次污染。热处理回收法的另一种形式是通过外加热源(如旋转电弧炉、等离子电弧炉等)对铝灰进行加热，从而使金属铝熔化，以实现铝和铝灰的分离。此方法突出的优点是污染小，并且处理后的二次铝灰中没有可溶性盐，有利于后续处理，但该方法消耗大量能源，成本高。冷处理回收法主要是针对二次铝灰。通过热处理回收法处理后的铝灰依然含有一定量的金属铝，冷却后的金属铝形成小颗粒，一般采用筛选、重选、浮选或电选法回收其中的铝。
[0006]针对利用铝灰合成材料工艺，国内外的研究依旧多样化。一般通过加入稀酸、碱、
水等处理磨碎的铝灰和含盐化合沉积物，得到铝盐化合物、盐水、硅和铝氧化物等产品。从盐水提取的再生盐可作为生产中的覆盖剂、分离剂等；固体氧化物可用于生产水泥、净水剂、聚合氯化铝、聚合硫酸铝和棕刚玉等。
[0007]申请号为CN201910589589.6的专利文献中公开了一种利用铝灰生产铝酸钙的方法，包括如下工序：工序一混料；工序二电弧炉熔炼，工序三破碎和筛分。该方法虽然采用电弧炉发热一方面避免了传统炉窑生产时因工艺环保限制而无法对粉状废铝灰利用的问题，降低了对铝灰原料要求，无需对废铝灰进行预处理，另一方面能够加速混合料的电化学反应，提高生产效率，但是其熔炼温度为1550
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1650℃，消耗热能高，且废铝灰中含有的铝金属、氮化铝、氟化物等较多，其产生铝酸钙的同时，其铝酸钙品质及环境会受氮、氟物质的影响，因此环境保护、废物回收、节能降效效果并不突出。
[0008]申请号为CN201910890863.3的专利文献公开了一种利用铝灰生产铝酸钙粉的工艺及生产系统，工艺包括：将铝灰经过破碎筛分后，与石灰石按照预定比例混合均匀，得到混合原料；将所述混合原料球磨处理，得到混合原料粉末；将所述混合原料粉末预热分解处理，得到分解混合原料；将所述分解混合原料烧结处理，得到烧结块状物；将所述烧结块状物冷却后磨粉筛选得到所述铝酸钙粉。该工艺系统虽然将铝灰中的氟化物、氮化物等有害物质与钙离子结合变成无害物质保护环境且生产出铝酸钙粉，但是其铝酸钙粉中含有氟化钙和硝酸钙等物质，且其煅烧过程中因氟化物、氮化物等有害物质与钙离子结合而消耗热量，因此铝酸钙回收质量有限且节能降效效果有限。
[0009]申请号为CN201910454664.8的专利文献公开了利用铝灰生产聚合氯化铝和铝酸钙的工艺方法，包括以下步骤：(1)炒灰，并回收金属铝，得二次铝灰；(2)对二次铝灰进行脱氨处理，得脱氨后的铝灰料浆；(3)对脱氨后的铝灰料浆进行脱氟处理，得脱氟后的铝灰料浆；(4)过滤脱氟后的铝灰料浆，得滤液和滤渣；所述的滤液为聚合氯化铝溶液；(5)将滤渣洗涤至中性后，与钙基辅料混合均匀，烘干后，高温反应，反应完后经冷却、破碎和粉磨处理，得所述的铝酸钙。该工艺方法虽然对二次铝灰进行彻底无害化处理保证了回收的铝酸钙品质及环保要求，但是其既有烘干过程，又有电反应炉中1350
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1600℃的高温反应，其能耗大，且固化剂脱氟等使得铝酸钙生产工艺复杂。
[0010]申请号为CN201710678051.3的专利文献公开了一种二次铝灰无害化综合利用的方法，其过程是将铝灰炒灰处理后产生的二次铝灰加水调制成料浆，进行搅拌脱氨反应，反应生成的氨气通过冷凝或水吸收；反应后的料浆进行液固分离，分离的液相蒸发结晶得到氯化盐和氟化盐混合物；分离的固相用于生产铝酸钙材料。该方法虽然能够无害化处理铝灰且高效保质地回收铝灰中的有用成分并制备铝酸钙产品，工艺简单，但是其生产铝酸钙材料烘干、高温过程中的热能消耗较大。
[0011]由此可见，针对铝灰的处理和利用虽然有了一定成果，但是均没有形成一个经济、环保、节能降效的无害化处理和利用技术。

技术实现思路

[0012]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法及系统，经济、环保、节能降效的无害化处理和利用铝灰。
[0013]本专利技术目的之一是提供一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，首先利用的是
无害化二次铝灰，其不含有铝灰中常含有的含氮、含氟和金属铝等物质，不仅降低了铝灰生产铝酸钙的难度、避免了含氮含氟和金属铝等物质对生产原料和热能不必要的消耗，并保证了铝酸钙产品的品质，废物利用、保护环境的同时达到了很好的节能降效效果。其次，通过在烘干时可充分利用余热烘干，减少热能损失及烘干热能消耗。具体如下：
[0014]一种利用无害化二次铝灰再生铝酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，无害化二次铝灰依次经过余热利用烘干处理、混料处理、预热处理、煅烧处理，得到铝酸钙。2.根据权利要求1所述的一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，所述煅烧处理后还有冷却处理。3.根据权利要求2所述的一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，所述余热利用烘干处理具体为：所述煅烧处理后产生的带余热气体与所述冷却处理后产生的换热气体经过旋风分离后得到的混合热气被利用进行烘干处理。4.根据权利要求2所述的一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，所述冷却处理后还有粉磨筛选处理。5.根据权利要求1所述的一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，所述余热利用烘干处理前还进行气体的脱硝处理。6.根据权利要求5所述的一种利用无害化二次铝灰再生铝酸钙方法，其特征在于，所述脱硝处理时利用所述无害化二次铝灰在获取过程中脱氨产生的氨水进行处理。7.根据权利要求6所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦广，陈艺文，蔡景坤，
申请(专利权)人：秦皇岛信宝资源循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：