一种铝灰的资源化处理方法技术

本发明专利技术涉及铝灰资源化处理技术领域，具体涉及一种铝灰的资源化处理方法。本发明专利技术提供的铝灰的资源化处理方法，包括如下步骤：将铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块混合后进行机械活化，得到混合物料；将混合物料置于导电装置中，并向导电装置中通入二氧化碳气体和水蒸气，然后在导电装置上连接直流电源，通入40A

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰的资源化处理方法


[0001]本专利技术涉及铝灰资源化处理
，具体涉及一种铝灰的资源化处理方法。

技术介绍

[0002]铝灰是在原铝熔铸、铝产品加工及再生过程中产生的危险固废，铝灰中的氮化铝具有高反应性，露天堆存时遇潮湿空气即发生反应，释放有毒、有刺激性气味的氨气，造成大气污染危害人类健康。其中的有害物质可溶性氟化物和氯化盐易溶解进入土壤中，污染地下水和河流。上述污染物成分复杂且难以深度脱除，限制了铝灰的安全处置及资源化利用。
[0003]现有技术中一般从铝灰中提铝的方法分为酸法和碱法，通过酸溶或者碱焙烧的方法进行。但鉴于铝灰中含有大量难溶于酸碱的α
‑
Al2O3，造成这两种方式均存在氧化铝提取率低，固体渣含氮量较高的问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有从铝灰中提铝的方法氧化铝提取率低，固体渣含氮量较高的问题，从而提供一种铝灰的资源化处理方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种铝灰的资源化处理方法，包括如下步骤：
[0007]1)将铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块混合后进行机械活化，得到混合物料；
[0008]2)将混合物料置于导电装置中，并向导电装置中通入二氧化碳气体和水蒸气，然后在导电装置上连接直流电源，通入40A
‑
50A直流电流使混合物料达到650
‑
850℃，通电结束后停止通入二氧化碳气体和水蒸气，降温，取出物料，研磨，然后将研磨后的物料置于碱性溶液中进行浸出，得到铝酸钠溶液和固体渣。
[0009]本专利技术中阳极炭渣和废阴极炭块均为铝电解槽阳极炭渣和废阴极炭块。其中铝灰中Al2O3含量为50
‑
60％，Al含量为7
‑
12％；阳极炭渣中C含量为40
‑
50％，NaF含量为10
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18％，Na3AlF6含量为3
‑
7％；废阴极炭块中C含量为50
‑
55％，NaF含量为10
‑
20％，Na3AlF6含量为4
‑
8％。
[0010]优选地，所述铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块的质量比为1:(0.7
‑
0.8):(0.2
‑
0.4)。
[0011]优选地，所述二氧化碳的通入速率为20
‑
40ml/min，水蒸汽的通入速率为20
‑
40ml/min。
[0012]优选地，步骤2)中通入40A
‑
50A直流电流使混合物料达到650
‑
850℃并保持20
‑
40s。
[0013]优选地，所述导电装置为石墨坩埚。
[0014]优选地，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
[0015]优选地，氢氧化钠溶液的浓度为20
‑
200g/L。
[0016]优选地，所用机械活化采用研磨的方式进行，研磨时间为1
‑
6h。
[0017]优选地，所述浸出步骤中液固比为1:(0.3
‑
1)。
[0018]优选地，所述浸出温度为50
‑
150℃，浸出时间为0.5
‑
2h。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术提供的铝灰的资源化处理方法，首先通过将铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块进行混合机械活化，然后将混合物料通过直流电流快速升温焙烧，在强电流作用下，混合物料中的含铝组元快速氟化解离，同时在氟化解离过程中，阳极炭渣与废阴极炭块中的氟化物起到了破坏铝灰中难溶相α
‑
Al2O3结构的作用，使其转化为碱可溶状态；碳质材料起到提供热量和还原性气氛的作用，避免高温过程铝组元发生二次氧化，铝灰中有害物质氮化铝在高温下分解为无害的氮气，实现了铝灰的脱毒处置；同时在升温焙烧过程中不断通入二氧化碳气体和水蒸气，二氧化碳气体和水蒸气在氟化解离过程中快速渗透进混合物料中进一步助于含铝组元的快速氟化解离，破坏混合物料中的难溶成分，升温焙烧结束后进行碱溶，即可获得铝酸钠溶液和固体渣，铝酸钠溶液可通过后续的焙烧等工艺获得的氧化铝，经检测，本专利技术提供的方法可有效提升熟料的氧化铝溶出率，降低固体渣中氮含量，同时也安全利用消纳了阳极炭渣与废阴极炭块这两类危废，良好实现了废物的资源化处理利用。
具体实施方式
[0021]提供下述实施例是为了更好地进一步理解本专利技术，并不局限于所述最佳实施方式，不对本专利技术的内容和保护范围构成限制，任何人在本专利技术的启示下或是将本专利技术与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本专利技术相同或相近似的产品，均落在本专利技术的保护范围之内。
[0022]实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0023]以下实施例和对比例中采用的铝灰中Al2O3含量为54.5％，Al含量为8.7％；阳极炭渣和废阴极炭块均为铝电解槽阳极炭渣和废阴极炭块，其中阳极炭渣中C含量为49.3％，NaF含量为14.5％，Na3AlF6含量为4.2％；废阴极炭块中C含量为54.3％，NaF含量为18.5％，Na3AlF6含量为5.7％。
[0024]实施例1
[0025]本实施例提供一种铝灰的资源化处理方法，包括如下步骤：
[0026]1)称取铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块各100g、80g、20g，将其混合后进行研磨活化3h，得到混合物料；
[0027]2)将混合物料置于封闭石墨坩埚中，并不断通入二氧化碳气体和水蒸气，二氧化碳的通入速率为20ml/min，水蒸汽的通入速率为20ml/min，然后在石墨坩埚两端连接直流电源，通入50A直流电流使石墨坩埚内物料迅速达到850℃，并保持30s，通电结束后停止通入二氧化碳气体和水蒸气，将石墨坩埚降温至室温，取出熟料，研磨，然后将研磨后的熟料置于浓度120g/L的氢氧化钠溶液进行浸出，浸出温度为135℃，液固比为1:0.3，浸出时间为1h，得到铝酸钠溶液和固体渣，经过分析熟料的氧化铝溶出率为96.2％，固体渣中氮含量＜0.05％。
[0028]实施例2
[0029]本实施例提供一种铝灰的资源化处理方法，包括如下步骤：
[0030]1)称取铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块各100g、80g、30g，将其混合后进行研磨活化4h，得到混合物料；
[0031]2)将混合物料置于封闭石墨坩埚中，并不断通入二氧化碳气体和水蒸气，二氧化碳的通入速率为20ml/min，水蒸汽的通入速率为20ml/min，然后在石墨坩埚两端连接直流电源，通入50A直流电流使石墨坩埚内物料迅速达到850℃，并保持35s，通电结束后停止通入二氧化碳气体和水蒸气，将石墨坩埚降温至室温，取出熟料，研磨，然本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰的资源化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块混合后进行机械活化，得到混合物料；2)将混合物料置于导电装置中，并向导电装置中通入二氧化碳气体和水蒸气，然后在导电装置上连接直流电源，通入40A
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50A直流电流使混合物料达到650
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850℃，通电结束后停止通入二氧化碳气体和水蒸气，降温，取出物料，研磨，然后将研磨后的物料置于碱性溶液中进行浸出，得到铝酸钠溶液和固体渣。2.根据权利要求1所述的铝灰的资源化处理方法，其特征在于，所述铝灰、阳极炭渣和废阴极炭块的质量比为1:(0.7
‑
0.8):(0.2
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0.4)。3.根据权利要求1或2所述的铝灰的资源化处理方法，其特征在于，所述二氧化碳的通入速率为20
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40ml/min，水蒸汽的通入速率为20
‑
40ml/min。4.根据权利要求1或2所述的铝灰的资源化处理方法，其特征在于，步骤2)中通入40A

【专利技术属性】
技术研发人员：李其贵，谢明壮，刘永轶，刘风琴，周锋，文胜毅，王云龙，令狐昌翠，黄伟，
申请(专利权)人：遵义铝业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：