一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料制造技术

本发明专利技术提供一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料，包括：铝灰打浆后进行水洗脱盐处理，得到水洗液和滤渣；将水洗液进行固氟除盐处理，得到氟化钙滤饼和固体成品盐；滤渣加水打浆后进行催化水解反应，得到含氨废气和催化液，该催化液压滤后，得到催化滤液和铝渣；含氨废气和催化滤液经蒸汽汽提、吸收后得到氨水；铝渣等水泥原料入窑处理，得到水泥熟料。本发明专利技术通过铝灰水洗工艺对铝灰进行处理，得到氨水和铝渣。其中，氨水回收后可作为水泥窑脱销剂使用。铝渣的主要成分为氧化铝且其氯离子含量小于0.5％，因而，当生料中石灰石质量不佳时，其可作为水泥熟料生产中的校正原料使用。本发明专利技术通过氧化钙和铝渣的合理配伍可改善水泥厂生产的水泥熟料的质量。的水泥熟料的质量。的水泥熟料的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料


[0001]本专利技术涉及铝灰资源化利用
，且特别涉及一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料。

技术介绍

[0002]我国是有色金属生产大国，其产量稳居世界首位。在我国，金属铝的生产方式分为电解铝和再生铝两种，其中，电解铝产量约占金属铝总产量的82.9％。电解铝和再生铝生产的主要目的是得到金属铝液。电解铝以氧化铝、冰晶石为原辅料，在950℃左右的高温下将氧化铝电解成铝液。再生铝以废铝为主要原料，以精炼剂等为辅料，在750℃左右的条件下熔融得到铝液。铝制品生产企业对铝液(或铝液冷却铸成的铝锭)进行合金化、精炼等加工工艺，生产铝制品。铝冶炼及铝灰加工过程中会产生大量的固体废物：电解铝生产过程中主要产生电解槽浮渣、大修渣、残阳极等固体废物；再生铝生产过程中主要产生废铝原料中混入的杂物及除尘设施收集的熔炼和精炼烟尘；铝液(或铝液冷却铸成的铝锭)加工过程主要产生铝灰；对铝灰进行炒灰等操作，回收金属铝的过程则会产生二次铝灰。
[0003]铝冶炼及铝制品生产行业所产生的不同类型的固体废物中存在不同的特征物质或特征污染物。氟化物和氮化铝(AlN)是铝冶炼行业固体废物的特征污染物，GB 5085.3
‑
2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中规定氟化物浸出毒性不能超过100mg/L。国家危险废物名录(2021年版)根据铝灰来源进一步明确了铝灰的危险特性和属性。确定其为危险废物，铝灰代码如下：
①
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024
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48电解铝铝液转移、精炼、合金化、铸造过程熔体表面产生的铝灰渣，以及回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰。
②
321
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026
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48再生铝和铝材加工过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面产生的铝灰渣，及其回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰。因此，如何有效利用和处置铝灰对于铝灰的资源化利用及环境保护具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种铝灰资源化利用工艺，该工艺通过铝灰水洗工艺对危险废物铝灰进行处理，得到氨水和铝渣，然后将氨水作为水泥窑脱硝剂以及将铝渣作为水泥熟料生产中的铝质校正原料使用，从而可实现铝灰的资源化利用。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种水泥熟料，以铝灰水洗后制得的铝渣为铝质校正原料，并通过与水泥原料进行合理配伍，制得的水泥熟料具有较好的质量。
[0006]本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0007]本专利技术提出一种铝灰资源化利用工艺，包括以下步骤：
[0008]S1、铝灰与水打浆后进行水洗脱盐处理，得到水洗液和滤渣；
[0009]S2、固氟除盐：所述水洗液与固氟剂反应，得到无氟溶液，所述无氟溶液压滤后，得到氟化钙滤饼和含盐滤液，所述含盐滤液经多效浓缩蒸发、离心、干燥，得到固体成品盐；
[0010]S3、催化蒸氨：所述滤渣加水打浆后泵送至催化反应釜中进行催化水解反应，得到
含氨废气和催化液，所述催化液压滤后，得到催化滤液和铝渣；
[0011]S4：氨吸收制氨水：所述含氨废气冷凝后和所述催化滤液通入二级蒸氨塔内进行蒸汽汽提，得到氨气，所述氨气进入氨水生成装置内进行吸收，得到氨水和可燃气体；
[0012]S5、水泥原料和所述可燃气体进窑燃烧，得到水泥熟料，其中，所述水泥原料包括石灰石和所述铝渣。
[0013]本专利技术提出一种水泥熟料，其根据上述的铝灰资源化利用工艺制备得到。
[0014]本专利技术实施例的铝灰资源化利用工艺及水泥熟料的有益效果是：
[0015]本专利技术通过铝灰水洗工艺对危险废物铝灰进行处理，得到氨水和铝渣。其中，氨水回收后可作为水泥窑脱销剂使用。铝灰水洗后得到的铝渣的主要成分为氧化铝，其氯离子含量小于0.5％，因而可将其作为水泥熟料生产中的铝质校正原料使用以弥补生料中氧化钙成分的不足。本专利技术通过水泥原料中氧化钙和铝渣的合理配伍可改善水泥厂生产的水泥熟料的质量，不仅可实现铝灰的资源化利用和节约成本，而且还能避免铝冶炼及铝灰加工过程中产生的危险废物铝灰对环境造成的污染。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例的铝灰资源化利用工艺的流程图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0019]下面对本专利技术实施例的铝灰资源化利用工艺及水泥熟料进行具体说明。
[0020]参照图1所示，本专利技术实施例提供的一种铝灰资源化利用工艺，包括以下步骤：
[0021]S1、铝灰与水打浆后进入水洗机中进行水洗脱盐处理，压滤后，得到水洗液和滤渣。
[0022]铝灰的厂外输送采用专用车辆运输至水泥厂内。由于《危险废物贮存污染控制标准》规定危险废物应分别贮存于专用贮存设施内，因而在厂内单独设置有铝灰暂存车间。整个处理车间应有良好的防渗性能，并采用封闭措施，同时保证铝灰储存罐中的危险废物处于负压状态。
[0023]S2、固氟除盐：所述水洗液与固氟剂反应，得到无氟溶液，所述无氟溶液经脱氟过滤机压滤后，得到氟化钙滤饼和含盐滤液，所述含盐滤液经多效浓缩蒸发、离心机固液分离、干燥机干燥后，得到固体成品盐。
[0024]进一步地，在本专利技术较佳实施例中，所述固氟剂为CaCl2溶液。本专利技术的CaCl2通过加料斗加入调配槽内，同时泵入定量的水以调配成CaCl2溶液。铝灰中的NaF、KF与CaCl2生成
CaF2沉淀，从而使铝灰中的NaF、KF得以去除，成为无氟溶液，反应转化率99％以上。其中，固氟发生的主要反应如下：
[0025]2NaF+CaCl2＝2NaCl+CaF2↓
NaF反应率99.8％
[0026]2KF+CaCl2＝2KCl+CaF2↓
KF反应率99.8％
[0027]S3、催化蒸氨：所述滤渣加水打浆后泵送至催化反应釜(除氮罐)中进行催化水解反应，得到含氨废气和催化液，所述催化液压滤后，得到催化滤液和铝渣。优选地，除氮罐内的反应温度为75～85℃。铝灰中的氮元素主要以氮化铝形式存在，因此需要对铝灰进行催化反应脱氮，脱氮工序反应主要是AlN与H2O接触反应形成氨气和氢氧化铝。所生成的氨气被水溶液吸收形成氨水，少量氨气从水溶液中逸出而挥发。反应方程式如下：
[0028]氮化铝反应：AlN+3H2O＝NH3↑
+Al(OH本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰资源化利用工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、铝灰与水打浆后进行水洗脱盐处理，得到水洗液和滤渣；S2、固氟除盐：所述水洗液与固氟剂反应，得到无氟溶液，所述无氟溶液压滤后，得到氟化钙滤饼和含盐滤液，所述含盐滤液经多效浓缩蒸发、离心、干燥，得到固体成品盐；S3、催化蒸氨：所述滤渣加水打浆后泵送至催化反应釜中进行催化水解反应，得到含氨废气和催化液，所述催化液压滤后，得到催化滤液和铝渣；S4：氨吸收制氨水：所述含氨废气冷凝后和所述催化滤液通入二级蒸氨塔内进行蒸汽汽提，得到氨气，所述氨气进入氨水生成装置内进行吸收，得到氨水和可燃气体；S5、水泥原料和所述可燃气体进窑燃烧，得到水泥熟料，其中，所述水泥原料包括石灰石和所述铝渣。2.根据权利要求1所述的铝灰资源化利用工艺，其特征在于，步骤S2中，所述固氟剂为CaCl2溶液。3.根据权利要求1所述的铝灰资源化...

【专利技术属性】
技术研发人员：董国文，朱俊宇，李奇勇，朱龙翔，陈慧玲，吴志鸿，
申请(专利权)人：三明学院，
类型：发明
国别省市：