【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝灰处理，具体为一种热态铝灰的处理工艺和装置。
技术介绍
1、铝冶炼工艺主要包括四个步骤，即铝土矿拜耳法冶炼、氧化铝霍尔电解、电解铝精炼和铝加工，在电解铝精炼时由于熔体的湍流运动以及氧化等过程，会在熔池表面产生相当含量的铝灰，铝灰会不定期地从熔池表面扒出，扒出的铝灰中裹挟着大量的金属铝液滴，由于铝的氧化是一个持续放热的过程，因此扒出的铝灰持续地处于燃烧和氧化的气氛中，若不及时处理不仅会加剧铝损失，还会增加铝回收的难度。从经济和环保角度的出发，从二次资源中分离提取金属铝会比一次冶炼工艺更加有价值、能耗更低、流程更短，十分符合当今绿色低碳的发展理念。
2、现有技术中常采用炒灰法来回收铝灰中的铝资源，炒灰法的原理是将铝灰进行机械搅拌，由于灰分与熔融铝液滴之间不润湿，同时两者存在密度差异，在翻炒的过程中铝液滴会优先聚集于容器底部实现渣-铝分离，但是机械搅拌会引起微粒漂浮运动，从而产生严重的扬尘问题。另外，在翻炒时提高了铝液滴与空气的接触几率，致使铝液滴再次被氧化而使分离效率降低。现有技术中还采用旋转盐炉法来处理铝灰，原理是利用盐熔剂对铝氧化膜的侵蚀破坏作用，促进铝液滴与固态膜分离，但是该工艺最大的弊端是会产生难以处理的盐饼，加进去的熔盐无法高效回收和再利用是限制旋转盐炉法发展的一个难点。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的主要目的是提出一种热态铝灰的处理工艺和装置，实现铝灰中金属铝液滴高温在线分离回收，同时实现熔盐的循环可持续利用。
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3、一种热态铝灰的处理工艺，包括如下步骤：
4、s1、将等摩尔比的nacl和kcl在熔炼炉中熔化成熔盐；
5、s2、将热态铝灰倒入熔盐中，利用熔盐中的氯离子对铝液滴表面的固态氧化膜进行侵蚀破坏，使渣-铝界面结构发生改变；
6、s3、将超重力分离装置浸没入熔盐离心旋转，使渣-铝固液混合熔体不断地吸入超重力分离装置中，由铝灰引入的氧化物固相被收集于超重力分离装置内部，而铝液和熔盐作为液相排回熔盐，将超重力分离装置提出熔盐，将超重力分离装置中的由铝灰引入的氧化物固相排出；
7、s4、重复步骤s3，直至不再有由铝灰引入的氧化物固相被排出，由此实现铝灰减量处理；留在熔盐中的铝液与熔盐因密度不同会分层，铝液在下部，熔盐在上部，当铝液量积累到一定程度后可从熔池底部中抽出冷却后得到铝液铸锭，至此将添加进熔盐的铝灰实现渣-铝在线分离和回收。
8、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s1中，所述等摩尔比的nacl和kcl具有低共晶温度点（657℃），能优先于铝完成熔化，起到保护铝液不被氧化的作用。
9、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s1中，控制熔盐温度为700～730℃。
10、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s2中，铝灰与熔盐的质量比为(0.3～0.45)：1。
11、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s2中，热态铝灰的温度为720～760℃。
12、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s2中，热态铝灰倒入熔盐中15～20min后将超重力分离装置浸没入熔盐离心旋转。
13、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s3中，超重力分离装置离心旋转的转速为300～1000rpm，离心旋转时间为1～5min。
14、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理工艺的优选方案，其中：所述步骤s4中，铝灰减重量40～45%。
15、为解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个方面，本专利技术提供了如下技术方案：
16、一种热态铝灰的处理装置，用于实现上述的热态铝灰的处理工艺，包括：
17、熔炼炉、分离设备、运转驱动系统和脱渣筒；运转驱动系统用于分离设备的运转，脱渣筒用于分离设备收集的由铝灰引入的氧化物固相的排出。
18、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理装置的优选方案，其中：运转驱动系统包括支撑主体，支撑臂和滑动导轨配套安装在支撑主体上，通过电机驱动实现支撑臂上下平稳运行，支撑主体的下方嵌套有旋转驱动组件，整个运转驱动系统的操作过程集成于遥控手柄中，实现分离设备的垂直升降和水平旋转。
19、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理装置的优选方案，其中：分离设备包括超重力分离装置和驱动组件，超重力分离装置和驱动组件耦合安装于支撑臂的下方，通过驱动组件实现超重力分离装置离心旋转。
20、作为本专利技术所述的一种热态铝灰的处理装置的优选方案，其中：运转驱动系统控制超重力分离装置提出熔盐后水平旋转至脱渣筒正上方，将其内部收集的由铝灰引入的氧化物固相排放到脱渣筒中。
21、本专利技术的有益效果如下：
22、本专利技术提出一种热态铝灰的处理工艺和装置，将热态铝灰倒入熔盐中进行高温减量处理，利用化学反应侵蚀破坏铝液滴表面的固态氧化膜，并通过超重力分离装置实现铝灰中金属铝液滴高温在线分离回收，同时可实现熔盐的循环可持续利用。本专利技术从铝灰中分离回收的金属铝的回收率达96%以上，纯度为99%以上，本专利技术处理后铝灰减重量40~50%。
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1.一种热态铝灰的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤S1中，控制熔盐温度为700～730℃。
3.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中，铝灰与熔盐的质量比为(0.3～0.45)：1。
4.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中，热态铝灰的温度为720～760℃。
5.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中，热态铝灰倒入熔盐中15～20min后将超重力分离装置浸没入熔盐离心旋转。
6.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤S2中，所述步骤S3中，超重力分离装置离心旋转的转速为300～1000rpm，离心旋转时间为1～5min。
7.一种热态铝灰的处理装置，用于实现权利要求1-6任一项所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的热态铝灰的处理装置，其特征在于，运转驱动系统包括支撑主体，支撑臂和滑动导轨配
9.根据权利要求7所述的热态铝灰的处理装置，其特征在于，分离设备包括超重力分离装置和驱动组件，超重力分离装置和驱动组件耦合安装于支撑臂的下方，通过驱动组件实现超重力分离装置离心旋转。
10.根据权利要求7所述的热态铝灰的处理装置，其特征在于，运转驱动系统控制超重力分离装置提出熔盐后水平旋转至脱渣筒正上方，将其内部收集的由铝灰引入的氧化物固相排放到脱渣筒中。
...【技术特征摘要】
1.一种热态铝灰的处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤s1中，控制熔盐温度为700～730℃。
3.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤s2中，铝灰与熔盐的质量比为(0.3～0.45)：1。
4.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤s2中，热态铝灰的温度为720～760℃。
5.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤s2中，热态铝灰倒入熔盐中15～20min后将超重力分离装置浸没入熔盐离心旋转。
6.根据权利要求1所述的热态铝灰的处理工艺，其特征在于，所述步骤s2中，所述步骤s3中，超重力分离装置离心旋转的转速为300～1000rpm，离心旋转时间为1～5min。
...【专利技术属性】
技术研发人员：高金涛，郭占成，汪增武，兰茜，李想，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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