【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保生产，具体涉及一种铝灰高效利用的方法。
技术介绍
1、铝灰是电解铝、铸造铝生产和废铝再生过程中产生的一种工业副产物，我国铝工业每年副产铝灰超300万吨，由于铝灰中含有氮化铝、可溶性氟盐、氯盐等危害物质，被列入《国家危险废物名录》，铝灰的无害化处理和高值化利用对铝工业绿色高质量发展具有重要意义。
2、铝灰的无害化处理主要是脱氮除盐，最常用的脱氮方法是将铝灰在空气中高温焙烧使氮化铝转化为氮气和氧化铝，然而在氧化焙烧过程中氮化铝颗粒表面容易形成一层致密的氧化铝膜，阻碍脱氮反应的进一步进行，导致脱氮效率较低。中国专利申请cn112744850a公开了一种二次铝灰资源综合利用的方法，首先利用粘结剂将二次铝灰和钠碱制成30-200mm的球团，然后将其置于高温窑炉中焙烧，利用钠碱将氮化铝氧化生成的氧化铝转化为铝酸钠，从而缓解生成的氧化铝膜的阻隔效应，强化脱氮反应。该方案利用碱烧结虽然可以提高脱氮效率，然而碱添加量较大，生产成本较高，同时球团直径较大，受热不均匀，固相反应温度较高，反应时间长，能耗较大。中国专利申请cn110902706a公开了一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法，首先将铝灰和焦炭在粘结剂的作用下制成5-20mm的球团，然后将其在移动床700-1100℃下氯气中焙烧，使氮化铝转变为氮气和氯化铝。该方案虽然可以将氮化铝脱氮并得到附加值较高的氯化铝，然而由于氯化焙烧所用原料为粒径较大的球团，受热不均匀，并且生成的氯化铝和氮气扩散阻力较大，导致反应速率较慢、效率较低，过程能耗较高。中国专利申请cn112850
3、因此，针对当前工艺技术无法高效利用铝灰的现状，通过工艺和技术创新，强化脱氮除盐和铝、硅等元素高值化利用过程，提高反应效率，降低过程能耗，是实现铝灰大规模高效清洁利用的关键所在。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种铝灰高效利用的方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种铝灰高效利用的方法，包括以下步骤：
4、s1、磨细工序：将铝灰磨成细粉，得到细灰；
5、s2、预热工序：利用热富氮空气将步骤s1所得的细灰进行预热，得到热细灰和冷富氮空气；
6、s3、微波氧化脱氮工序：将步骤s2中所得的热细灰和陶瓷基吸波材料混合，通入热空气，在微波加热下，将步骤s2所得的热细灰进行氧化脱氮，得到热富氮空气和脱氮渣，热富氮空气用于步骤s2的预热工序；
7、s4、换热冷却工序：利用室温空气对步骤s3所得的脱氮渣进行换热冷却，得到冷却渣和热空气，热空气用于步骤s3的微波氧化脱氮工序；
8、s5、微波真空蒸馏工序：将步骤s4所得的冷却渣在微波加热下进行真空蒸馏，使低熔点盐类挥发分离，得到气态氟化物、气态氯化物和脱盐渣；
9、s6、筛分工序：将步骤s5所得的脱盐渣进行筛分，得到陶瓷基吸波材料和细料，陶瓷基吸波材料返回步骤s3的微波氧化脱氮工序中；
10、s7、高能球磨工序：利用高能球磨机将碳基吸波材料和步骤s6所得的细料进行高能球磨充分混合均匀，得到混合料；
11、s8、微波氯化脱氧工序：利用氯气和一氧化碳将步骤s7所得的混合料在微波加热下进行氯化脱氧，得到尾渣以及混合气体，所述混合气体中包含气态氯化铝、气态氯化硅、二氧化碳以及未反应的一氧化碳和氯气；
12、s9、水洗干燥工序：将步骤s8所得的尾渣先进行水洗，除去可溶性盐类，再进行干燥脱水，得到水洗液和碳基吸波材料，碳基吸波材料返回用于步骤s7的高能球磨工序；
13、s10、一级换热冷凝工序：利用室温氯气和一氧化碳对步骤s8所得的混合气体进行一级换热冷凝，得到含有气态氯化硅、二氧化碳、一氧化碳、氯气的混合气相和固相氯化铝产品，换热后的热氯气和热一氧化碳用于步骤s8的微波氯化脱氧工序；
14、s11、二级换热冷凝工序：将步骤s10所得的混合气相进行二级换热冷凝，得到含有气相二氧化碳、一氧化碳、氯气的混合气相和液相氯化硅产品；
15、s12、一级分离工序：将步骤s11所得的混合气相进行一级分离，将氯气转换为液相，得到含有二氧化碳和一氧化碳的混合气相以及液氯；
16、s13、气化工序：将步骤s12所得的液氯进行气化得到氯气，返回用于步骤s8的微波氯化脱氧工序中；
17、s14、二级分离工序：将步骤s12所得的二氧化碳和一氧化碳的混合气相进行二级分离，得到气相一氧化碳和固相二氧化碳，气相一氧化碳返回用于步骤s8的微波氯化脱氧工序中。
18、进一步地，步骤s1中，所述细灰的粒度<1μm。
19、进一步地，步骤s3中，所述氧化脱氮的反应温度为500-700℃，反应时间为0.1-0.5h，采用的反应器为流化床反应器，所述陶瓷基吸波材料为sic颗粒，所述sic颗粒的粒度为0.5-5mm。
20、进一步地，步骤s5中，所述真空蒸馏的真空度为5-50pa,温度为600-800℃，时间为0.5-1h。
21、进一步地，步骤s7中，所述碳基吸波材料为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯中的一种或几种的组合；混合料的粒度<1μm。
22、进一步地，步骤s8中，氯化脱氧的温度为500-700℃，时间为0.5-1h，所采用的反应器为流化床反应器。
23、进一步地，步骤s10中，一级换热冷凝后混合气相的温度为70℃至170℃。
24、进一步地，步骤s11中，所述二级换热冷凝后混合气相的温度为20℃至50℃。
25、进一步地，步骤s12中，所述一级分离的温度为-70℃至-40℃。
26、进一步地，步骤s14中，所述二级分离的温度为﹣190℃至-80℃。
27、本专利技术的有益效果在于：
28、1.本专利技术无需造球，采用空气将铝灰磨细料直接在大颗粒吸波材料辅助下微波加热流态化氧化脱氮，气固接触面积大，反应速率快，有效避免了氮化铝氧化过程中生成氧化铝的阻隔作用，脱氮效率高；
29、2.本专利技术将铝灰脱氮脱盐料与碳基耐高温吸波材料高能球磨混合均匀后直接进行微波低温流态化氯化脱氧，气固相间传质传热速率快，反应效率高，有效降低了能耗；
30、3.本专利技术中铝灰的氧化脱氮、蒸馏脱盐和氯化脱氧等均采用微波加热，加热速率快，受热均匀，同时所用物料均为磨细混合均匀的细粉料，反应活性高，反应温度低，气相扩散阻力小，气固反应转化率高；
31、4.本专利技术采用的陶瓷基耐高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝灰高效利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述细灰的粒度<1μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S3中，所述氧化脱氮的反应温度为500-700℃，反应时间为0.1-0.5h，采用的反应器为流化床反应器，所述陶瓷基吸波材料为SiC颗粒，所述SiC颗粒的粒度为0.5-5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，所述真空蒸馏的真空度为5-50Pa,温度为600-800℃，时间为0.5-1h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S7中，所述碳基吸波材料为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯中的一种或几种的组合；混合料的粒度<1μm。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S8中，氯化脱氧的温度为500-700℃，时间为0.5-1h，所采用的反应器为流化床反应器。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S10中，一级换热冷凝后混合气相的温度为70℃至170℃。
8.根据权利
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S12中，所述一级分离的温度为-70℃至-40℃。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S14中，所述二级分离的温度为﹣190℃至-80℃。
...【技术特征摘要】
1.一种铝灰高效利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述细灰的粒度<1μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s3中，所述氧化脱氮的反应温度为500-700℃，反应时间为0.1-0.5h，采用的反应器为流化床反应器，所述陶瓷基吸波材料为sic颗粒，所述sic颗粒的粒度为0.5-5mm。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s5中，所述真空蒸馏的真空度为5-50pa,温度为600-800℃，时间为0.5-1h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s7中，所述碳基吸波材料为石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯中的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜占，刘万超，杜心，马俊琳，张琦，毛旭光，徐伟，
申请(专利权)人：中铝环保节能集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。