【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝灰处理，具体地说，涉及一种铝灰煅烧脱氮增白剂、制备方法及其应用。
技术介绍
1、铝灰是电解铝、铝加工及再生铝生产过程中产生的固体废弃物，在具有危险固废特性的同时，也具有有价资源的特性，未妥善处理既危害了环境，又浪费了宝贵的铝二次资源。铝灰的无害化处置及高值资源化利用已成为当今铝工业可持续发展的重大技术需求。
2、一次铝灰主要是生产铝过程中所产生的铝渣，呈灰白色，主要成分为金属铝和铝的氧化物。二次铝灰是一次铝灰提完金属铝后的残余物或铝精炼加工过程的产物，颜色呈灰黑色，其成分相对复杂，主要包含少量的金属铝、氧化铝、氮化铝、可溶性盐以及一些重金属物质。铝灰的化学组成和白度是非常重要的参数，不仅决定了它将用在什么领域，也决定其商业价值。由于二次铝灰中含有氢氧化铁、其他氧化物或者有机杂质和污染物，导致铝灰呈深灰色或黑色的颗粒状物质，目前只能应用于水泥、化工原料、土壤改良剂、路基等低附加值领域。对二次铝灰进行除杂增白，不仅可以大幅度提高其利用价值，而且可以减少危废堆存对生态环境造成的破坏。
3、目前，铝灰尤其是二次铝灰的无害化处理与资源化利用方法已有较多报道，主要分为火法无害化和湿法无害化，而对铝灰增白方面的研究却鲜少涉及。火法无害化相比于湿法无害化，具有工艺简单、流程短、毒性组分的脱除率较高等优点。虽然火法将铝灰进行高温焙烧生成氧化铝技术受到业内人员的关注和重视，但该技术关键难题在于铝灰中的na、k、f、cl元素形成的氯化盐、氟化盐等复合盐的脱除，煅烧白度较低，极大地影响了其应用领域及其商业化产品质
技术实现思路
1、针对铝灰尤其是二次铝灰存在的煅烧毒性组分脱除率低、白度低的问题，本专利技术的目的是提供一种铝灰煅烧脱氮增白剂、制备方法及其应用，实现铝灰中毒性组分的高效去除及煅烧产物白度的提升，最大化发挥铝灰的价值，减少二次污染问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种铝灰煅烧脱氮增白剂，以重量份计，该增白剂包括磨削包覆剂80～94份、水滑石45～72份、珍珠岩粉42～50份、硅藻土100～128份、助燃剂58～65份、分散剂75～90份、吸附渗透剂100～120份、树枝状介孔二氧化硅空心球15～172份、铝丝30～40份、氧化铝280～300份以及硅酸盐18～26份；所述的分散剂以质量百分比计包括：10％～36％的疏水组分、40％～54％的羧甲砜基衍生物以及10％～50％的亲水性表面活性剂。
3、进一步地，所述的磨削包覆剂包括白刚玉微粉、二氧化锆中的一种或两种；所述的水滑石包括镁铝水滑石、钙铝水滑石、锌铝水滑石、镁铝锌水滑石中的一种或几种。
4、进一步地，所述的吸附渗透剂为纳米氢氧化镁；所述的硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钾、硅酸氢钙、硅酸钙、硅酸铝钾中的一种或几种。
5、进一步地，所述的助燃剂包括硝酸钾、次氯酸钙、次氯酸钠、次氯酸钾、次氯酸铵中的至少两种。
6、进一步地，所述的疏水组分包括硅油、氯化石蜡、硬脂酸、硬化油、棕榈蜡、蓖麻油、十八烷基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一种或几种；所述的羧甲砜基衍生物包括十六烷基羧甲砜、十四烷基羧甲砜、十二烷基羧甲砜、丁基羧甲砜中的一种或几种；所述的亲水性表面活性剂包括月桂醇聚氧乙烯醚、壬烷基酚聚氧乙烯醚缩合物、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种。
7、进一步地，所述的铝丝直径为0.1mm～1.0mm，长度≤15mm；所述的氧化铝中al2o3含量≥98.5％。
8、一种铝灰煅烧脱氮增白剂的制备方法，包括：
9、(1)制备分散剂：按所述质量百分比将亲水性表面活性剂、羧甲砜基衍生物混合搅拌均匀，升温至40～60℃，随后逐滴加入疏水组分，滴加完成后恒温继续搅拌30min～60min，得到作为分散剂的增白剂组分a；
10、(2)按所述重量份将磨削包覆剂、水滑石、珍珠岩粉、硅藻土、助燃剂、树枝状介孔二氧化硅空心球、氧化铝、硅酸盐搅拌混合得到增白剂组分b；
11、(3)将增白剂组分a和增白剂组分b分置待用。
12、一种铝灰煅烧脱氮增白剂的应用，利用所述的铝灰煅烧脱氮增白剂实现铝灰煅烧脱氮增白。具体包括以下步骤：
13、s1将铝灰破碎、研磨、过筛，得到处理后的铝灰；
14、s2常温下，将吸附渗透剂与步骤s1处理后的铝灰混匀搅拌30min，随后按所述重量份加入所述增白剂组分a继续混匀搅拌30min；
15、s3按所述重量份将所述增白剂组分b加入步骤s2中，充分搅拌混合均匀得到混合物；
16、s4随后将混合物按一定速度以粉状喷入燃烧器与空气混合反应，搅拌煅烧45min～60min后，继续投入铝丝搅拌煅烧60min～90min后，搅拌冷却至室温。
17、本专利技术的原理包括：
18、(1)纳米氢氧化镁具有高吸附性，优先投入铝灰中，可以快速吸附并渗透入铝灰颗粒之间；分散剂进一步增强了铝灰颗粒表面的疏水性，从而减少铝灰在煅烧过程中颗粒团聚，有助铝灰充分煅烧及颗粒内部的碳质与氧气充分接触；
19、(2)尽管铝灰尤其是二次铝灰中的氧化铝、氧化镁和氧化钙本身是白色的，但它们在与其他物质(如氢氧化铁)发生反应时，可能会生成黑色或深色的化合物。磨削包覆剂具有较高的硬度和磨削能力，在搅拌和煅烧的过程中，可以破坏或包覆氧化铝表面附着的有色物质；
20、(3)水滑石具有层状结构，珍珠岩粉具有高温膨胀、高吸附的特性，硅藻土呈特殊多孔性构造、具有较大的比表面积和孔隙率，树枝状介孔二氧化硅空心球仅不仅具有三维树枝状骨架和大的中心径向发射介孔结构，而且其孔表面结构多变，有更大的比表面积和更高的负载能力，都可以将铝灰中的有色物质(fe3+、fe2+)置换或吸附入结构中而不显色；
21、(4)与空气中的氧气相比，助燃剂在高温反应之前已经与铝灰进行了充分的混匀，在高温作用下，助燃剂逐渐分解产出氧气和氯化物，与铝灰接触更充分，煅烧反应也更加充分；而产生的氯化物进一步分解产生cl2和hcl，可以将有色的金属氧化物转变成低熔点高挥发性的氯化物，实现了铝灰的除杂增白；体系中残留的钙盐，又可以固定铝灰中的可溶性氟，实现了铝灰的煅烧解毒；
22、(5)而掺入的氧化铝可以进一步降低了碳、显色金属氧化物的含量，分散剂中羧甲砜基衍生物在金属氧化物高温催化下可以转变成酮以及铝丝的加入实现了弱氧化-弱还原气氛的均衡调节，将氧化亚铜转化成二价铜或铜单质，将红褐色的三价铁还原为二价铁化合物，进一步提升了铝灰白度；
23、(6)此外，尖晶石是铝废料中作为合金元素的镁在熔化过程中氧化的结果，尖晶石的形成使铝灰呈黑色。酸性的珍珠岩粉和硅酸盐都可以降低铝灰中尖晶石对白度的影响。
24、本专利技术的有益效果包括：
25、1、本专利技术制备的铝灰煅烧脱氮增白剂及其煅烧脱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于，以重量份计，该增白剂包括磨削包覆剂80～94份、水滑石45～72份、珍珠岩粉42～50份、硅藻土100～128份、助燃剂58～65份、分散剂75～90份、吸附渗透剂100～120份、树枝状介孔二氧化硅空心球15～172份、铝丝30～40份、氧化铝280～300份以及硅酸盐18～26份；
2.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的铝灰煅烧脱氮增白剂的制备方法，其特征在于，包括：
8.一种根据权利要求1-6任一项所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂的应用，其特征在于，利用所述的铝灰煅烧脱氮增白剂实现铝灰煅烧脱氮增白。
9.根据权利要求8所述的应用，
...【技术特征摘要】
1.一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于，以重量份计，该增白剂包括磨削包覆剂80～94份、水滑石45～72份、珍珠岩粉42～50份、硅藻土100～128份、助燃剂58～65份、分散剂75～90份、吸附渗透剂100～120份、树枝状介孔二氧化硅空心球15～172份、铝丝30～40份、氧化铝280～300份以及硅酸盐18～26份；
2.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种铝灰煅烧脱氮增白剂，其特征在于：
4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹才能，李丽，苏玉玲，赵正，张晓富，吴健，胡禹，王磊，徐兴卫，
申请(专利权)人：昆明玖叁壹新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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