一种铝灰处理方法技术

本发明专利技术涉及铝灰回收利用技术领域，具体公开了一种铝灰处理方法。本发明专利技术提供的铝灰处理方法，通过采用特定的药剂，如铝盐、铁盐、钙盐、弱酸、强酸中的至少一种，与二次铝灰混合反应，并通过对反应条件的控制，使二次铝灰中的AlN、F

【技术实现步骤摘要】
一种铝灰处理方法


[0001]本专利技术涉及铝灰回收利用
，特别是涉及一种铝灰处理方法，尤其是二次铝灰的处理方法。

技术介绍

[0002]在电解铝生产过程中，铝液从电解槽中抽出，送入铸造车间的混合炉后，需要经过混合配料、静置、扒渣等工序，在此期间产出大量的由造渣剂和铝水中电解质等杂质生成的反应物、以及铝的氧化反应产物和铝水中的夹杂物，通常把这种浮渣称为铝灰或者一次铝灰。这种铝灰主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达10
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70％。二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，其中的金属铝含量降低，成分相对复杂，主要包含少量的铝、盐熔剂、氧化物和氮化铝。
[0003]铝及铝合金在熔炼过程中产生约3％的铝灰，2020年国内电解铝4000万吨产能，则每年产生约120万吨的铝灰。根据《国家危险废物名录》(2021年版)，铝灰属于危险废物，废物类别为HW48有色金属采选和冶炼废物，危废代码为321
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48。铝灰中含有可溶性的氟化物、盐类，潮解会释放出氨气、氢气易燃气体等物质。传统的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潮解释放的氨气会通过风吹、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]基于上述情况，为解决铝产品行业界的痛点问题，消除铝灰带来的环保和安全隐患，促进铝工业的可循环、持续发展，加强资源利用效率，保证行业健康发展，对铝灰无害化处理及资源化利用，现有的主要综合利用方式有制备清水砖、生产烧结材料、合成聚合氯化铝等。例如先回收其中的金属铝，然后进行人工分拣、破碎、球磨、磁选和熔炼，得到再生铝锭；剩余的氧化铝可以制成耐火砖材料，供相关领域使用。或者，铝灰和盐酸或者硫酸在特定条件下反应，生成聚合氧化铝或硫酸铝，相关产品有着很大的市场需求。或者，运用酸浸法，从铝灰中提取γ
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Al2O3，γ
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Al2O3粉末可当作吸附剂或者催化剂。或者，运用高温烧结法与常压溶出法，从铝灰内提取α
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Al2O3。此外，还可以利用铝灰生产白水泥以及制备钙铝黄长石或者镁铝尖晶石复相材料。
[0005]目前关于铝灰的综合利用方法，不同程度上存在工艺复杂、操作难度大、处理成本高、氨气泄漏及二次污染等问题。因此，开发一种新的铝灰处理方法，更有效地消除二次铝灰的反应性和浸出毒性，获得高附加值的产品，这将对电解铝行业健康发展和我国生态文明建设具有重要意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决以上技术问题，提供了一种铝灰处理方法，有效消除了二次铝灰的反应性和浸出毒性，获得了高附加值的高铝料产品。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种铝灰处理方法，将二次铝灰
与药剂混合进行反应，制成高铝料产品；
[0008]所述药剂选自铝盐、铁盐、钙盐、弱酸、强酸中的至少一种；所述药剂配制成药剂液后与所述二次铝灰混合，其中，所述药剂液中药剂的浓度为5～35％；所述二次铝灰与所述药剂液的质量体积比为0.1～1.5kg/L。
[0009]作为本专利技术一种实施方案，所述反应的温度为10～100℃，优选为30～80℃。
[0010]作为本专利技术一种实施方案，所述反应的时间为10min～10h，优选为1h～6h。
[0011]作为本专利技术一种实施方案，所述药剂中的铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或几种。
[0012]所述药剂中的铁盐包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种。
[0013]所述药剂中的钙盐包括氯化钙和/或硝酸钙。
[0014]所述药剂中的弱酸包括醋酸、草酸、碳酸中的一种或几种。
[0015]所述药剂中的强酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。
[0016]作为本专利技术一种优选的实施方案，所述药剂选自氯化铝、硝酸铁、氯化钙、草酸和盐酸。
[0017]作为本专利技术一种进一步优选的实施方案，所述药剂为氯化铝、硝酸铁、氯化钙、草酸、盐酸中的任一种；或者为氯化铝、硝酸铁、草酸、盐酸中的两种及以上的混合；或者为氯化钙和氯化铝、硝酸铁、盐酸中的一种及以上的混合。
[0018]作为本专利技术一种实施方案，所述药剂液中药剂的浓度为10～30％。
[0019]作为本专利技术一种实施方案，所述二次铝灰与所述药剂液的质量体积比为0.25～1.0kg/L。
[0020]作为本专利技术一种实施方案，所述二次铝灰中AlN的质量百分比含量≤20％，氟元素的质量百分比含量≤2.0％。
[0021]优选地，所述二次铝灰中AlN的质量百分比含量为12～20％，氟元素的质量百分比含量为1.5～2.0％。
[0022]作为本专利技术一种实施方案，所述高铝料产品中N的质量百分比含量＜1％，浸出F
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＜100mg/L。
[0023]本专利技术提供的铝灰处理方法，通过采用特定的药剂，如铝盐、铁盐、钙盐、弱酸、强酸中的任一种，这些药剂的pH≤6，与二次铝灰混合反应，并通过对反应条件的控制，例如对反应温度、反应体系中物料的浓度等条件的控制，主要使二次铝灰中的AlN、F
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发生化学反应，使其中的氮化铝转化为氢氧化铝、氯化铝等相应的铝盐以及氯化铵等相应的铵盐，从而消除了二次铝灰的反应性和浸出毒性，获得了高附加值的高铝料产品。
[0024]本专利技术所得高铝料产品中N的含量小于1％，按照《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》GB5085.3
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2007进行浸出毒性鉴别，高铝料产品中氟离子(F
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)含量＜100mg/L。处理得到的高铝料产品符合一般固废指标要求，消除了二次铝灰的反应性和浸出毒性，高铝料产品可广泛应用于陶瓷、建材、净水剂等领域。
[0025]在本专利技术中，二次铝灰与药剂混合反应过程中，不需要额外施加压力，在常压条件下进行即可，且反应温度较低，条件温和。本专利技术通过在常压下进行，并采用特定的反应条件，确保了浸出反应的效果、效率，保证了所得产品的品位。
[0026]本专利技术方法工艺简单，成本低，条件温和，不需要高温高压条件，整个过程基本无
氨气挥发，可得到高附加值的高铝料产品，因此适宜于工业化生产。
具体实施方式
[0027]下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0028]在以下实施例中，未特别说明时，各实施例中的浓度或含量均为质量百分数。本专利技术实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
[0029]以下实施例中处理的原料均为二次铝灰，二次铝灰的成分分析具体见各实施例所示。
[0030]实施例1
[0031]本实施例提供了一种铝灰的处理方法，处理的二次铝灰原料成分分析见下表1。二次铝本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝灰处理方法，其特征在于，将二次铝灰与药剂混合进行反应，制成高铝料产品；所述药剂选自铝盐、铁盐、钙盐、弱酸、强酸中的至少一种；所述药剂配制成药剂液后与所述二次铝灰混合，其中，所述药剂液中药剂的浓度为5～35％；所述二次铝灰与所述药剂液的质量体积比为0.1～1.5kg/L。2.根据权利要求1所述的铝灰处理方法，其特征在于，所述反应的温度为10～100℃，优选为30～80℃。3.根据权利要求1或2所述的铝灰处理方法，其特征在于，所述反应的时间为10min～10h，优选为1h～6h。4.根据权利要求1
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3任一项所述的铝灰处理方法，其特征在于，所述药剂中的铝盐包括氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的一种或几种；和或，所述铁盐包括氯化铁、硫酸铁、硝酸铁中的一种或几种；和/或，所述钙盐包括氯化钙和/或硝酸钙；和/或，所述弱酸包括醋酸、草酸、碳酸中的一种或几种；和/或，所述强酸包括盐酸、硫酸、硝酸中的一种或几种。5.根据权利要求1或4所述的铝灰处理方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈湘清，王波，陈黎军，赵建成，彭助桂，曾贵庆，陈环月，
申请(专利权)人：湖南绿脉环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：