二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法及其非连续性处置系统技术方案

本发明专利技术提出一种二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法及其非连续性处置系统

【技术实现步骤摘要】
二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法及其非连续性处置系统


[0001]本专利技术属于资源回收利用
，尤其涉及一种二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法及其非连续性处置系统
。

技术介绍

[0002]铝产业是我国材料工业的优势产业之一，经过多年的发展已形成从氧化铝
、
电解铝到铝加工终端产品的完整铝产业链，具备全系列铝合金锭
、
铝板带箔
、
铝型材
、
铝铸件
、
铝锻件生产能力，为国防军工
、
航空航天
、
轨道交通等国家工程领域提供了大量合格铝材
。
[0003][0004]铝灰是铝电解和金属铝加工过程中产生的一种危险废物，主要成分为金属铝及其氧化物
、
氮化铝
(AlN)、
氟化物
、
无机盐等，具有较高的回收利用价值
。
[0005]铝灰又分为一次铝灰和二次铝灰，其中，原铝生产或再加工过程中产生不熔于铝液的浮渣，称为一次铝灰；一次铝灰回收过程中产生的灰渣，称为二次铝灰
。
利用金属和非金属耐碾磨性不一至，通过将球磨机将一次铝灰中的金属和非金属通过球磨磨细后筛分，回收其中的金属铝，一次铝灰碾磨细度越细，筛分后金属回收率越高，但也存在三点不足之处，即：金属铝存在过磨现象严重，回收金属铝细度过小，后期细小的金属铝在精炼过程容易氧化变性，导致金属精炼回收率较低；碾磨一次铝灰球磨细度越细，筛分回收的金属铝组分也越低，后期金属精炼产渣量也越高，能耗也越大；另外一方面，随着金属铝碾磨细度越细，安全风险也逐渐加大
。
[0006]另外，铝灰无害化处置工艺关键在于二次铝灰的无害化处理，二次铝灰无害化处理的主要目的是将二次铝灰中的氮
、
氟和盐以及相应的重金属稳定化或减低其反应活性，在进行无害化处理的同时，得到处置的目标产物
。
[0007]现有二次铝灰无害化处理的主要方法有两类：即湿法处理工艺和火法处理工艺；其中，火法处理工艺是将铝灰中的有害成分通过高温分解的方式排除，该方法工艺简单，但能耗较高，辅料消耗量大，焙烧后的烟气处理难度高，脱氮脱盐不完全；
[0008]湿法处理工艺利用铝灰水解反应，脱除氮和可溶性盐
。
二次铝灰常规的湿法处理工艺采用多级水解或酸或碱的溶液作为水解剂水解，这些工艺能够部分实现活性组分的解离和盐组分的浸出，但存在如下不足之处：
[0009]1、
用水做水解剂，存在氮化铝水解程度不够，盐组分脱除率不高，产品杂质较高，影响产品高值化利用；反应时间长，需要多段连续反应，投资成本较高，占地面积较大；二次污染控制难度大，氨气存在逸散的风险，同时废水产生量大，处置成本高，从而影响该技术的推广利用
。
[0010]2、
用酸水溶液做水解剂，虽水解效果好，但存在酸用量大，产水量大，盐组分含量低，后期处置费用高
。
且有一定的氰化物，氟化物溢出风险，对周边环境和人员造成较大安全风险
。
[0011]3、
用碱溶液做水解剂时，同样水解效果好，但存在碱用量大，产水量大，且水解后固液过滤分离后，也向滤液中加酸性溶液回收氢氧化铝时，存在过滤难度大，后期盐组分含量低，回收利用成本高
。
[0012]浙江树人大学提供的专利技术专利：
(
专利号：
CN201310087543.7)
一种环保利用废铝灰渣和废酸的方法和常熟市承禹环境科技有限公司提供的：
(
专利号
CN201410457867.X)
提供一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法进行分析，可以发现这些技术存在利用酸溶液特别是废酸溶液做水解剂，虽水解效果好，但存在酸用量大，产水量大，盐组分含量低，后期处置费用高
。
且有一定的氰化物，氟化物溢出风险，对周边环境和人员造成较大安全风险
。
[0013]郑州中科新兴产业技术研究院和中国科学院过程工程研究所提供的一种从铝灰中高效分离氟
、
氯
、
氮成分联产氧化铝精矿的方法
(CN201910636850.3)
，该方法虽能解决酸性水解调条件下的安全风险，但也存在工艺复杂，流程长且物料消耗大等缺点
。
[0014]山东东顺环保科技有限公司公布的专利技术专利
(CN202111610887.2)
，本专利技术提供一种二次铝灰无害化处理方法，其解决了现有二次铝灰无害化处理方法存在污染大
、
不安全的技术问题
。
[0015]可见，现有二次铝灰处置技术存在着处置成本高
、
氟离子和氰根挥发的安全风险大，资源利用率不高等技术问题
。

技术实现思路

[0016]为解决现有二次铝灰处置技术存在的处置成本高
、
氟离子和氰根挥发的安全风险大，资源利用率不高等技术问题，本专利技术提出一种二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法及其非连续性处置系统
。
[0017]本专利技术一种二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，包括以下步骤：
[0018]S1、
水解：在夹套式反应釜中加入二次铝灰，并加入
NaOH
溶度为
1.2
‑4％的废碱水溶液，水解2‑4小时，水解中产生的气体通过气体导流管输送至氨气吸收塔吸收氨气，剩余的甲烷和氢气燃烧后排放；
[0019]S2、
沉氟：在水解后的夹套式反应釜中加入二次铝灰质量
0.3
‑3％的含钙物质，进行沉氟反应，然后将料液转至搅拌桶中，加入含铁废盐酸或含铁锌废盐酸，将反应体系的
PH
值从
13
‑
14
到3‑
6.5
，再加入废碱，将反应体系的
PH
值从3‑
6.5
调整到
6.6
‑
9。
[0020]S3、
分离：将沉氟后的料液通过管道送至板框压滤机中进行固液分离，分离后的固体渣料经过烘干机烘干，得到无氮化铝
、
碳化铝反应活性的含铝产品；分离后的液体待用；
[0021]S4、
制盐：步骤
S3
分离后的液体通过制盐工艺制备工业用盐
。
[0022]优选的，所述步骤
S4
中的制盐工艺为：
S3
分离后的液体中加入去除硫酸根理论用量的1‑5倍的氯化钡，待反应后加入去除钙镁合量理论用量的1‑5倍的碳酸钠，待反应后进行压滤，压滤的滤渣主要成分为硫酸钡，碳酸钙和碳酸镁，滤液经过自然沉淀和精密过滤后，泵送至蒸发系统蒸发制得氯化钠工业湿盐，再经烘干得到氯化钠主含量超过
96.2
％，硫酸根小于...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，包括以下步骤：
S1、
水解：在夹套式反应釜中加入二次铝灰，并加入
NaOH
溶度为
1.2
‑4％的废碱水溶液，水解2‑4小时，水解中产生的气体通过气体导流管输送至氨气吸收塔吸收氨气，剩余的甲烷和氢气燃烧后排放；
S2、
沉氟：在水解后的夹套式反应釜中加入二次铝灰质量
0.3
‑3％的含钙物质，进行沉氟反应，然后将料液转至搅拌桶中，加入含铁废盐酸或含铁锌废盐酸，将反应体系的
PH
值从
13
‑
14
到3‑
6.5
，再加入废碱，将反应体系的
PH
值从3‑
6.5
调整到
6.6
‑
9。S3、
分离：将沉氟后的料液通过管道送至板框压滤机中进行固液分离，分离后的固体渣料经过烘干机烘干，得到无氮化铝
、
碳化铝反应活性的含铝产品；分离后的液体待用；
S4、
制盐：步骤
S3
分离后的液体通过制盐工艺制备工业用盐
。2.
根据权利要求1所述的二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，其特征在于，所述步骤
S4
中的制盐工艺为：
S3
分离后的液体中加入去除硫酸根理论用量的1‑5倍的氯化钡，待反应后加入去除钙镁合量理论用量的1‑5倍的碳酸钠，待反应后进行压滤，压滤的滤渣主要成分为硫酸钡，碳酸钙和碳酸镁，滤液经过自然沉淀和精密过滤后，泵送至蒸发系统蒸发制得氯化钠工业湿盐，再经烘干得到氯化钠主含量超过
96.2
％，硫酸根小于
0.2
％
,
钙镁含量小于
0.2
％的工业氯化钠产品
。3.
根据权利要求2所述的二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，其特征在于，所述步骤
S1
和
S2
中废碱为含铝废碱，其主要成分和含量为：
NaOH,3
‑
30
％；
Al,1
‑
10
％；步骤
S1
中二次铝灰和废碱的质量比为1：
0.05
‑
3。4.
根据权利要求2所述的二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，其特征在于，所述步骤
S2
中含钙物质为氯化钙
、
氧化钙和氢氧化钙中的任意一种或组合物；所述步骤
S2
中含钙物质优选为氧化钙，其加入量为二次铝灰质量的1％；所述步骤
S2
中含铁锌废盐酸的主要成分和含量为：
HCl,1
‑
15
％；
Fe,3
‑
15
％；
Zn,0
‑
12
％
。5.
根据权利要求2所述的二次铝灰协同废酸废碱资源化处置方法，其特征在于，所述步骤
S3
中固液分离为循环洗涤水通过板框压滤机的进水泵泵入滤层中，将滤料中的可溶性盐带出，如此逆流洗涤1‑5次后再进行固体出料操作，经洗涤后的含盐量最高的洗涤水用于步骤
S1
中废碱水溶液的配制；其他洗涤水进入不同溶度的洗涤水缓冲池，用于下批物料逆流洗涤；分离后的液体的
20
‑
60
％作为反排液反排至步骤
S2
中
PH
值调节工序中稀释料浆<...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷亮，文学锋，何咏梅，曾祥均，孙颖月，徐洁，
申请(专利权)人：重庆瀚渝再生资源有限公司，
类型：发明
国别省市：