CN110025920A - 铝灰渣的无害化处理方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种铝灰渣的无害化处理方法及装置，铝灰渣中包括氮化铝，无害化处理方法包括：在铝灰渣加入水以及反应剂进行除氮反应，得铝灰渣浊液，其中铝灰渣浊液包括铵盐以及除氮后的铝灰渣，其中反应剂包括双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种混合。本申请提供的铝灰渣的无害化处理方法及装置，不仅避免氨气的产生，且还避免出现氢氧化铝对氮化铝的包覆现象，提高了除氮率，进而实现了高效、低成本、无害化地去除铝灰渣中氮化铝。

Description

铝灰渣的无害化处理方法以及装置

技术领域

本公开一般涉及铝灰处理技术领域，尤其涉及铝灰渣的无害化处理方法以及装置。

背景技术

铝灰渣是一种工业废渣，在工业中产生的铝灰渣中含氮量较大，且主要化学成分以及含量为：单质铝2～15％、氧化铝15～30％、氮化铝10～40％，以及其他氧化物和盐类等。铝灰渣在潮湿环境中，氮化铝容易与水发生水解反应，生成刺鼻气味的氨气，严重影响人类的健康。根据2016年版中《国家危险废弃物名录》，铝灰渣属于有色金属冶炼废物(HW48)，铝灰渣的存放、运输、处置都要求按照危险固体废弃物的制度和程序实施，不得跨境转移和由无资质的企业机构处置。与此同时，2016年12月25日，《中华人民共和国环境保护税法》审议通过，并已于2018年1月1日起施行。按照环境保护税目税额表，排放铝灰渣的单位将于2018年1月1日起征收1000元/吨危险固体废物排放税。所以，铝灰渣无害化处理技术已经成为本领域的迫切需要解决的问题。

目前，业界公认的铝灰渣除氮工艺为：对铝灰渣进行水解，生成氨气以及氢氧化铝。在上述铝灰渣除氮工艺中，一方面由于生成的氨气直接流入空气中，对环境以及人体均有一定的危害；另一方面由于反应过程中产生的氢氧化铝会对铝灰渣中的未反应的氮化铝进行包覆，继而导致除氮效果差，无法在工业中广泛应用，所以寻求一种对铝灰渣进行无害化处理方法及装置是本领域技术人员的研究热点。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种铝灰渣的无害化处理方法以及装置。

本申请提供了一种铝灰渣的无害化处理方法，铝灰渣中包括氮化铝，无害化处理方法包括：

在铝灰渣加入水以及反应剂进行除氮反应，得铝灰渣浊液，其中铝灰渣浊液包括铵盐以及除氮后的铝灰渣，其中反应剂包括双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种混合。

进一步地，除氮反应的反应温度在100℃以内，除氮反应的反应时间为5～210min。

进一步地，在除氮反应后还包括：

对铝灰渣浊液进行过滤处理，获得除氮后的铝灰渣；其中过滤处理包括：对铝灰渣浊液进行多次筛网过滤，且筛网的目数随着过滤次数的增加而增加。

进一步地，铝灰渣与水的质量比为1:(3-10)，铝灰渣与反应剂质量比为100：(3-26)。

进一步地，反应剂包括如下重量份数的各组分：

氧化钙0～3份，碳酸钠0～2份，双氧水1～5份，过氧乙酸1～30份，乙酸1～10份，稀硫酸1～5份。

进一步地，将除氮后的铝灰渣进行制备喷涂颗粒处理，包括：

对除氮后的铝灰渣进行造粒处理，获得喷涂颗粒，喷涂颗粒的目数不大于100目；

或者，将除氮后的铝灰渣进行制备AD粉处理，包括：

将除氮后的铝灰渣进行球磨处理，获得除氮后的铝灰渣粉末；

将除氮后的铝灰渣粉末加入铝粉，进行混合，得混合粉末；

将混合粉末进行加压处理，得AD粉；

或者，将除氮后的铝灰渣进行制备工业净水剂处理，包括：

向除氮后的铝灰渣中加入离子水，并进行搅拌，得溶液A；

在溶液A中加入盐酸进行反应，反应后进行熟化，得溶液B，其中熟化时间为24～48h，熟化温度为60～90℃；

将溶液B进行过滤处理，获得聚合氯化铝溶液；

将聚合氯化铝溶液进行蒸发结晶处理，得工业净水剂，其中蒸发结晶处理温度为100℃以上。

本申请还提供一种铝灰渣的无害化处理装置，用于实施权铝灰渣的无害化处理方法，包括：

第一反应器，可供铝灰渣、水以及反应剂进行除氮反应，第一反应器内部具有第一反应腔，第一反应器上设有与第一反应腔连通的入料口，其中第一反应腔可供铝灰渣、水以及反应剂进行；

第二反应器，内部具有第二反应腔，第二反应腔与第一反应腔之间连接有第一出料管，第二反应器包括加热装置，加热装置用于对位于第二反应腔内的物质进行加热；

循环管组件，循环管组件包括回料管，回料管连通第一反应腔与第二反应腔。

进一步地，还包括气体收集器，气体收集器内具有集气腔，集气腔与第一反应腔连通设置；和/或，

第一反应器上还设有氨气浓度检测器，氨气浓度检测器用于检测第一反应腔内氨气的浓度值；和/或，

第一反应器上还设有温度检测器，温度检测器用于检测第一反应腔内的温度值。

进一步地，还包括第三反应器，第三反应器具有第三反应腔，第三反应腔与第二反应腔之间通过第二出料管连通设置，第三反应腔与第一反应腔之间通过回料管连通设置。

进一步地，回料管上还设有抽水泵，抽水泵的出水口作用于第一反应器。

本申请提供的铝灰渣的无害化处理方法以及装置，通过将含有氮化铝的铝灰渣加入水以及上述反应剂，使得氮化铝中氮元素转化生成为铵盐，不仅解决了现有技术中对铝灰渣进行水解因得到氨气而对环境以及人体造成伤害的问题，且还避免出现氢氧化铝对氮化铝的包覆现象，提高了除氮率，进而实现了高效、低成本、无害化地去除铝灰渣中氮化铝。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的铝灰渣的无害化处理方法的流程图；

图2为本申请另一实施例提供的铝灰渣的无害化处理方法的流程图；

图3为本申请实施例提供的铝灰渣的无害化处理装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1，本申请实施例提供了一种铝灰渣的无害化处理方法，铝灰渣中包括氮化铝，无害化处理方法包括：在铝灰渣加入水以及反应剂进行除氮反应，得铝灰渣浊液，其中铝灰渣浊液包括铵盐以及除氮后的铝灰渣，铵盐由氮化铝与水、反应剂反应生成，其中反应剂包括双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种混合。

在本实施例中，先通过水与铝灰渣中的氮化铝进行水解反应生成氨气以及氢氧化铝。在反应过程中产生氨气会立即与反应剂进行反应，以产生铵盐。产生的铵盐溶于水并以铵盐水溶液的形式存在于再铝灰渣浊液中，后续可通过过滤等方式将铵盐进行析出回收等处理。其中，水解过程中产生的氢氧化铝会立即与反应剂中酸性组分进行中和反应，避免氢氧化铝对尚未反应的氮化铝进行包覆。

本实施例提供的铝灰渣的无害化处理方法，通过将含有氮化铝的铝灰渣加入水以及上述反应剂，使得氮化铝中氮元素以铵盐形式存在，不仅解决了现有技术中对氮化铝进行水解因得到氨气而对环境以及人体造成伤害的问题，且还避免出现氢氧化铝对氮化铝的包覆现象，提高了除氮率，进而实现了高效、低成本、无害化地去除铝灰渣中氮化铝。

优选地，除氮反应的反应温度在100℃以内，除氮反应的反应时间为5～210min，可使得除氮反应效果较佳。

现有技术中对氮化铝进行反应的温度选择在90～100℃，进而加快水解反应速率。在本申请中，通过添加上述反应剂不仅可产生铵盐，且能够对加快除氮反应速率。例如，反应剂中的双氧水可作为催化剂使用，进而提高水解反应以及氨气与酸反应的速率。此外，氢氧化铝与酸反应中会产生一定的热量，进而进一步提高本申请中的除氮反应速率。

其中，除氮反应的反应温度可以为30、50、70、80、100℃等，除氮反应的反应时间可以为5、30、60、90、180、210min等。

优选地，在除氮反应后还包括：对铝灰渣浊液进行过滤处理，获得除氮后的铝灰渣。

本申请的除氮反应中产生的铵盐会溶于水，以铵盐水溶液的形式存在。在此步骤中，将产生的铵盐过滤掉，从而实现对铝灰渣去氮处理。

优选地，过滤处理包括：对铝灰渣浊液进行多次筛网过滤，且筛网的目数随着过滤次数的增加而增加。

在本优选的实施例中，通过对铝灰渣浊液进行多次筛网过滤，且筛网的目数随着过滤次数的增加而增加，可实现对铝灰渣浊液的多级递进过滤处理，避免除氮后的铝灰渣影响铵盐的过滤，进而将铵盐比较彻底地过滤掉。例如：选取300～700目滤网进行一次过滤，可将除氮后的铝灰渣中直径较大的颗粒部分与铵盐分离，再选取1000～1500目滤网进行二级过滤，可将除氮后的铝灰渣中直径较小的颗粒部分与铵盐分离，最后选取2000～3000目的滤网进行三级过滤，进而实现除氮后的铝灰渣与铵盐的分离。

优选地，在过滤处理后还包括：对除氮后的铝灰渣进行烘干处理，以便于将除氮后的铝灰渣进行其他用途处理。

优选地，铝灰渣与水的质量比为1:(3-10)，铝灰渣与反应剂质量比为100：(3-26)。

优选地，反应剂包括如下重量份数的各组分：氧化钙0～3份，碳酸钠0～2份，双氧水1～5份，过氧乙酸1～30份，乙酸1～10份，稀硫酸1～5份。

在本优选的实施例中，铝灰渣、水以及反应剂的重量在同一配比关系下，采用上述重量份的反应剂可使本申请中除氮率高，且除氮率最高可达到96％以上。

进一步优选地，反应剂包括如下重量份数的各组分：碳酸钠1份，30％浓度的双氧水1份，18％浓度的过氧乙酸2份，乙酸3份，30％浓度的稀硫酸4份；或者，氧化钙3份，碳酸钠1份，30％浓度的双氧水5份，18％浓度的过氧乙酸20份，乙酸3份，30％浓度的稀硫酸3份；或者，氧化钙2份，碳酸钠2份，30％浓度的双氧水5份，18％浓度的过氧乙酸30份，乙酸10份，30％浓度的稀硫酸1份等。

铝灰渣在本申请实施例提供除氮反应后会产生除氮后的铝灰渣，且除氮后的铝灰渣中氮元素的含量仅仅为未进行除氮处理时铝灰渣中含量的1～4％，对人体以及环境的影响极小，所以可进行再利用，以提高铝灰渣的利用率。

优选地，将除氮后的铝灰渣进行制备喷涂颗粒处理，包括：对除氮后的铝灰渣进行造粒处理，获得喷涂颗粒，喷涂颗粒的目数不大于100目。

上述喷涂颗粒可用于喷涂涂层，具体地：采用大气等离子喷涂设备，在已经制备过渡层的表面，选取喷涂电压55～65V，喷涂电流550～650A，送粉电压12～13V，主气流量2000～2200L/H时，将上述喷涂颗粒喷涂在制备过渡层的表面以形成喷涂涂层，以增加涂层与基体之间的抗拉强度。在一些优选的实施例中，抗拉强度可达10MPa以上，维氏硬度可达450HV以上。

进一步优选地，喷涂颗粒的目数为120目、150目等。

优选地，将除氮后的铝灰渣进行制备AD粉处理，包括：将除氮后的铝灰渣进行球磨处理，获得除氮后的铝灰渣粉末；

将除氮后的铝灰渣粉末加入铝粉，进行混合，得混合粉末；

将混合粉末进行加压处理，得AD粉。

在一些优选的实施例中，除氮后的铝灰渣粉末加入铝粉的重量比例关系为5:1。

优选地，将除氮后的铝灰渣进行制备工业净水剂处理，包括：

向除氮后的铝灰渣中加入离子水，并进行搅拌，得溶液A；

在溶液A中加入盐酸进行反应，反应后进行熟化，得溶液B，其中熟化时间为24～48h，熟化温度为60～90℃；

将溶液B进行过滤处理，获得聚合氯化铝溶液；

将聚合氯化铝溶液进行蒸发结晶处理，得工业净水剂，其中蒸发结晶处理温度为100℃以上。

在一些优选的实施例中，在环境温度为85℃的条件下，向除氮后的铝灰渣中加入离子水，搅拌均匀；溶液A与盐酸的反应时间为2～3h；熟化温度为60℃或80℃，熟化时间为35～45h；结晶温度为120℃、150℃、200℃等。

优选地，铝灰渣的无害化处理方法还包括将除氮后的铝灰渣进行工业净水剂制备、喷涂颗粒制备、AD粉制备中剩余的残灰来制备免烧砖。具体地：将残灰、石膏、熟石灰、硅酸盐水泥、微硅粉、工程砂、岩砂晶和甲酸钙进行搅拌混合，得到原料混合物，然后采用20MPa的压力成型，脱模后得到免烧砖。

在一些优选的实施例中，制备免烧砖的过程为：按重量分数计：取残灰50～65份、石膏8～10份、熟石灰10～12份、硅酸盐水泥15～20份、微硅粉5～8份、工程砂5～10份，加入占硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的0.5％的岩砂晶，加入占硅酸盐水泥和熟石灰质量之和的0.3％～0.5％的甲酸钙，得到混料，搅拌混料得到原料混合物，采用20MPa的压力成型，脱模后得到免烧砖。

本申请实施例提供的铝灰渣的无害化处理方法，通过将含有氮化铝的铝灰渣加入水以及上述反应剂进行除氮反应，使得氮化铝中氮元素以铵盐形式存在，不仅解决了现有技术中对氮化铝进行水解因得到氨气而对环境以及人体造成伤害的问题，且还避免出现氢氧化铝对氮化铝的包覆现象，提高了除氮率，进而实现了高效、低成本、无害化地去除铝灰渣中氮化铝，且除氮率可达96％以上。同时，除氮处理后的铝灰渣可用于工业净水剂制备、喷涂颗粒制备、AD粉制备和免烧砖的制备，使得铝灰渣得到充分再利用，且利用率可达99.5％以上。

请参考图2，本申请另一实施例提供一种铝灰渣的无害化处理方法，包括步骤：

S1：反应剂配制：所述反应剂包括双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种；

S2：除氮反应：在水中加入所述铝灰渣和上述反应剂并进行搅拌；

S3：过滤：对反应后的液体进行多级过滤，并收集每次过滤的滤渣得到除氮后的铝灰渣。

本实施例通过向水解的铝灰渣中加入一定的反应剂进行反应，反应后的铝灰渣中的氮元素形成铵盐，提供一种安全环保、快速的除氮方法，该方法在较低温的条件下快速对铝灰渣中的氮化铝进行去除，并且在整个处理过程中没有氨气的溢出，有效避免了氨气对环境的污染以及对人的伤害，避免了铝灰渣处理过程中产生的废气污染，为铝灰渣的再生利用解决了了一个较大的难题。上述步骤中的反应剂采用双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种，其中过氧乙酸具有弱酸性，易挥发，很容易分解成乙酸和氧气，利用乙酸或稀硫酸来中和大量的氨，生成醋酸铵；并且本实施例中优选的在反应剂中必须加入过氧乙酸，单纯利用乙酸或者稀硫酸去参与除氮，在反应刚开始比较剧烈的时候，仍有氨气逸出，但加入过氧乙酸后，整个反应过程中均无氨气逸出，可能的原因是过氧乙酸具备强氧化性，很快分解成乙酸，新生成的乙酸活性强，捕捉氨气的能力强。

本实施例中将铝灰中的氮元素转化为铵盐的形式，再通过过滤的方式除去大部分溶于水的盐，从而实现铝灰去氮，并且反应过程中没有氨气逸出。

进一步的，所述反应剂包括如下重量份数的各组分：氧化钙0～3份，碳酸钠0～2份，双氧水1～5份，过氧乙酸1～30份，乙酸1～10份，稀硫酸1～5份。在本优选的实施例中，铝灰渣、水以及反应剂的重量在同一配比关系下，采用上述重量份的反应剂可使本申请中除氮率高，其中优选的可以采用30％浓度的双氧水，18％浓度的过氧乙酸和30％浓度的稀硫酸，除氮率可达到96％以上。

进一步优选地，反应剂包括如下重量份数的各组分：碳酸钠1份，30％浓度的双氧水1份，18％浓度的过氧乙酸2份，乙酸3份，30％浓度的稀硫酸4份；或者，氧化钙3份，碳酸钠1份，30％浓度的双氧水5份，18％浓度的过氧乙酸20份，乙酸3份，30％浓度的稀硫酸3份；或者，氧化钙2份，碳酸钠2份，30％浓度的双氧水5份，18％浓度的过氧乙酸30份，乙酸10份，30％浓度的稀硫酸1份等。

进一步的，在所述S2前还包括：对铝灰渣进行破碎形成初始铝灰渣。本实施例中为了保证对铝灰渣进行除氮反应的效率，首先将铝灰渣进行研磨，机械球磨等破碎方式，将形成的粉末目数控制在80-200目，一方面破碎较为容易，另一方面后续除氮反应更快效果更好。

进一步的，S2中所述铝灰渣与水的质量比为1:(3-10)，上述铝灰渣与所述反应剂质量比为100：(3-26)。

进一步的，S2中反应时间为5-210min。

进一步的，S2中水的温度为30℃-100℃。本实施例中采用上述反应剂与溶于水的铝灰渣反应，能够快速的进行反应，在5-210min之间以上述质量比进行反应的铝灰渣中的氮元素基本都能被反应，形成较好的且快速的除氮效果；其中，除氮反应的反应温度可以为30、50、70、80、100等，除氮反应的反应时间可以为30、60、90、180分钟等。

进一步的，S3中“对反应后的液体进行多级过滤”包括：

S31：对反应后的液体进行一级过滤得到初级滤液，滤网目数为300-700目；

S32：对所述初级溶液进行二级过滤得到次级滤液，滤网目数为1000-1500目；

S33：对所述次级溶液进行三级过滤得到最终滤液，将所述最终滤液进行排放，滤网目数为2000-3000目。反应完成后氮元素形成铵盐进行沉淀，另外的液体中包括了除氮后的铝灰渣，需要对其进行过滤，将除氮后的铝灰渣进行回收；由于含有的粉末较多，对其进行多级过滤且滤网目数由小变大递进进行过滤，使得对反应后的液体进行过滤时不会出现堵塞滤网的情况，或者过滤不完全的情况；最终2000-3000目滤网进行三级过滤后的滤液能够直接进行排放，上述步骤加快了过滤的速度，减少了过滤的时间，提高了效率。

进一步的，S3后还包括：对除氮后的铝灰渣进行烘干获得最终铝灰渣。随后将除氮后的铝灰渣进行烘干，一般采用100℃以上的温度进行烘干。

以下给出几个优选的实施例：

优选实施例一：

处理100份质量份数的铝灰渣，该铝灰渣的主要化学成分为：单质铝3±2％、氧化铝19±2％、氮化铝9±2％。

(1)机械球磨铝灰渣至80～200目；

(2)取2份质量份数的氧化钙和0.5份碳酸钠与铝灰渣混合均匀。称取30％浓度的双氧水2份，18％浓度的过氧乙酸5份，乙酸2份，30％浓度的稀硫酸1份，混合后得到溶液A；

(3)加热500L水至60℃，倒入铝灰后立即加入溶液A，进行机械搅拌，反应1.5h；

(4)将反应完成后的混合液进行过滤，第一次过滤选择300目滤网，过滤速度快，水溶液较浑浊，静置有大量沉淀产生，第二次过滤选择1000目滤网，过滤速度较快，水溶液清澈，静置有少量沉淀。第三次过滤选择2000目滤网，过滤速度慢，水溶液清澈，静置无沉淀产生；

(5)将过滤后的铝灰渣在180℃温度下烘干，即可得到去氮后的铝灰渣。

优选实施例二：

处理100份质量份数的铝灰渣，该铝灰渣的主要化学成分为：单质铝21±3％、氧化铝5±2％、氮化铝44±3％。

(1)机械球磨铝灰渣至80～200目；

(2)将1份质量份数的氧化钙和1份碳酸钠与铝灰渣混合均匀。称取30％浓度的双氧水3份，18％浓度的过氧乙酸8份，乙酸5份，30％浓度的稀硫酸1.5份，混合后得到溶液A；

(3)加热800L水至70℃，倒入铝灰后立即加入溶液A，进行机械搅拌，反应1h；

(4)将反应完成后的混合液进行过滤，第一次过滤选择500目滤网，过滤速度快，水溶液较浑浊，静置有大量沉淀产生，第二次过滤选择1500目滤网，过滤速度较快，水溶液清澈，静置有少量沉淀。第三次过滤选择3000目滤网，过滤速度慢，水溶液清澈，静置无沉淀产生；

(5)将过滤后的铝灰渣在200℃温度下烘干，即可得到去氮后的铝灰渣。

优选实施例三：

处理100份质量份数的铝灰渣，该铝灰渣的主要化学成分为：单质铝16±2％、氧化铝18±2％、氮化铝21±2％。

(1)人工破碎铝灰渣至80～200目；

(2)将2份质量份数的氧化钙和1份碳酸钠与铝灰渣混合均匀。称取30％浓度的双氧水1份，18％浓度的过氧乙酸3份，乙酸5份，30％浓度的稀硫酸2份，混合后得到溶液A；

(3)加热600L水至50℃，倒入铝灰后立即加入溶液A，进行机械搅拌，反应2.5h；

(4)将反应完成后的混合液进行过滤，第一次过滤选择500目滤网，过滤速度快，水溶液较浑浊，静置有大量沉淀产生，第二次过滤选择1000目滤网，过滤速度较快，水溶液清澈，静置有少量沉淀。第三次过滤选择2000目滤网，过滤速度慢，水溶液清澈，静置无沉淀产生；

(5)将过滤后的铝灰渣在150℃温度下烘干，即可得到去氮后的铝灰渣。

请参考图3，本申请实施例提供了一种铝灰渣的无害化处理装置，包括：

第一反应器1，内部具有第一反应腔11，第一反应器1上设有与第一反应腔11连通的入料口；第二反应器2，内部具有第二反应腔21，第二反应腔21与第一反应腔11之间连接有第一出料管4，第二反应器2包括加热装置，加热装置用于对位于第二反应腔21内的物质进行加热；循环管组件，循环管组件包括回料管5，回料管5连通第一反应腔11与第二反应腔21。

在本实施例中，通过将含有氮化铝的铝灰渣、水以及反应剂加入第一反应器1中，使得铝灰渣中的氮化铝进行水解产生氨气，反应剂立即与氨气反应生成铵盐，铵盐以铵盐水溶液的形式通过第一出料管4流向第二反应器2，第二反应器2对铵盐水溶液进行加热使其析出以便于工作人员将铵盐回收，未析出的铵盐水溶液通过回料管5重新进入第一反应腔11以实现循环处理，不仅解决了现有技术中对氮化铝进行水解因得到氨气而对环境以及人体造成伤害的问题，且还避免出现氢氧化铝对氮化铝的包覆现象，提高了除氮率，进而实现了高效、低成本、无害化地去除铝灰渣中氮化铝。

在一些优选的实施例中，第一反应器1具有密封盖，使得第一反应腔11为密封结构。

铝灰渣的无害化处理装置还包括气体收集器10，气体收集器10内具有集气腔，集气腔与反应腔连通设置；和/或，第一反应器1上还设有氨气浓度检测器15，氨气浓度检测器15用于检测第一反应腔11内氨气的浓度值；和/或，第一反应器1上还设有温度检测器，温度检测器用于检测第一反应腔11内的温度值

气体收集器10用于收集第一反应腔11内为参与反应的氨气。在正常除氮处理过程中，第一反应腔11中是不会存在未反应的氨气，但是当除氮反应发生异常时，可能会出现多余的氨气，此部分的氨气可被收集在气体收集器10内的集气腔中，以便于工作人员对氨气的处理，且也避免了氨气泄露而对人体以及环境带来危害。其中，气体收集器10优选但不限于集气瓶或集气袋等。

第一反应器1上还设有氨气浓度检测器15，工作人员可根据氨气浓度检测器15的检测结果获知第一反应腔11内的氨气浓度值，当第一反应腔11内氨气的浓度值大于预设的氨气浓度值时，则除氮处理存在异常，工作人员可及时跟进检测维修。

第一反应器1上还设有温度检测器，温度检测器用于检测第一反应腔11内的温度值。除氮反应的温度在100摄氏度以内，优选为30～100摄氏度。除氮反应的反应时间为5～210分钟。在反应期间，通过温度检测器检测除氮反应的温度值，当温度值小于30摄氏度时，需要对反应腔进行加热或者通过入料口添加热水等，使得反应腔内的温度保持在30～100摄氏度，以确保除氮反应能够正常进行。

在一些优选的实施例中，还包括第三反应器3，第三反应器3具有第三反应腔31，第三反应腔31与第二反应腔21之间通过第二出料管6连通设置，第三反应腔31与第一反应腔11之间通过回料管5连通设置。

第二反应器2的第二反应腔21中接收从第一反应腔11中流入的铵盐水溶液。其中铵盐水溶液中还可能还掺杂有铝灰渣中不溶于水的微颗粒物质。第二反应腔21中铵盐水溶液在加热析出时，仍会存在有部分铵盐水溶液通过第二出料管6进入第三反应器3的第三反应腔31，第三反应腔31对该铵盐水溶液进行暂存，并通过回料管5送至第一反应腔11中。

在一些优选的实施例中，第一反应腔11与第一出料管4的连接处、第二反应腔21与第二出料管6的连接处、第三反应腔31与回料管5的连接处皆设有过滤件9。

含有氮化铝的铝灰渣、水以及反应剂加入第一反应器1中进行除氮反应，生成铝灰渣浊液。其中铝灰渣浊液包括铵盐以及除氮后的铝灰渣。过滤件9可防止除氮后的铝灰渣从第一反应腔11进入第二反应腔21以及第三反应腔31。此外，过滤件9例如但不限制为筛网。

在一些优选的实施例中，第一反应腔11与第一出料管4的连接处的筛网目数小于第二反应腔21与第二出料管6的连接处的筛网的目数，第二反应腔21与第二出料管6的连接处的筛网的目数小于第三反应腔31与回料管5的连接处的筛网的目数。其中，第一反应腔11与第一出料管4的连接处的筛网目数可以为300～700目，第二反应腔21与第二出料管6的连接处的筛网的目数1000～1500目，第三反应腔31与回料管5的连接处的筛网的目数为2000～3000目。

在一些优选的实施例中，第二反应腔21与第一反应腔11之间并联有两根以上的第一出料管4，且两根以上的第一出料管4沿第一反应器1的高度方向间隔设置；每根第一出料管4上皆设有第一阀门(附图1中未示出)。

每根第一出料管4上皆设有第一阀门，通过第一阀门可实现第一出料管4的通与断。在第一反应腔11内，由于反应物料的量是可大可小，进而使得第一反应腔内11的水位的高度具有不确定性。例如，当反应物料较多时，第一反应腔11内的水位较高，第一反应腔11的底部会沉淀较多的固体物质，进而会导致位于第一反应腔11底部的第一出料管4出现堵塞的情况。又例如，当反应物料较少时，第一反应腔11内的水位较低，此时位于该水位顶部的第一出料管4则难以将第一反应腔11的溶液大量地向第二反应腔21内输送。所以，通过在第二反应腔21与第一反应腔11之间并联有两根以上的第一出料管4，且两根以上的第一出料管4沿第一反应器1的高度方向间隔设置，增加了第一反应腔11向第二反应腔21内排液的管路。使用者可根据第一反应腔11内反应物料的情况，选择适当的第一出料管4向第二反应腔21内排入铵盐水溶液。

在一些优选的实施例中，第三反应腔31与第二反应腔21之间并联有两根以上的第二出料管6，且两根以上的第二出料管6沿第二反应器2的高度方向间隔设置；每根第二出料管6上皆设有第二阀门(附图1中未示出)。

每根第二出料管6上皆设有第一阀门，通过第一阀门可实现第二出料管6的通与断。本实施例中通过在第三反应腔31与第二反应腔21之间并联有两根以上的第二出料管6，且两根以上的第二出料管6沿第二反应器2的高度方向间隔设置，增加了第二反应腔21向第三反应腔31内排液的管路。使用者可根据第二反应腔21内反应物料的情况，选择适当的第二出料管6向第三反应腔31内排入铵盐水溶液。

在一些优选的实施例中，入料口包括间隔设的第一入料口12、第二入料口13以及第三入料口14，第一入料口12、第二入料口13以及第三入料口14皆连通第一反应腔11。

第一入料口12、第二入料口13以及第三入料口14可分别用于向第一反应腔11放入水、铝灰渣以及反应剂，使三者相互独立操作，互不干涉。

在一些优选的实施例中，回料管5上还设有抽水泵8，抽水泵8的出水口作用于第一反应器1，使得抽水泵8将第三反应腔31内的铵盐水溶液循环至第一反应腔11中。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (10)

1.一种铝灰渣的无害化处理方法，所述铝灰渣中包括氮化铝，其特征在于，所述无害化处理方法包括：

在铝灰渣加入水以及反应剂进行除氮反应，得铝灰渣浊液，其中铝灰渣浊液包括铵盐以及除氮后的铝灰渣，其中所述反应剂包括双氧水、过氧乙酸，氧化钙、碳酸钠、乙酸、稀硫酸中的一种或几种混合。

2.根据权利要求1所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，所述除氮反应的反应温度在100℃以内，所述除氮反应的反应时间为5～210min。

3.根据权利要求1所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，在所述除氮反应后还包括：

对所述铝灰渣浊液进行过滤处理，获得所述除氮后的铝灰渣；其中所述过滤处理包括：对所述铝灰渣浊液进行多次筛网过滤，且筛网的目数随着过滤次数的增加而增加。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，所述铝灰渣与水的质量比为1:(3-10)，所述铝灰渣与所述反应剂质量比为100：(3-26)。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，所述反应剂包括如下重量份数的各组分：

氧化钙0～3份，碳酸钠0～2份，双氧水1～5份，过氧乙酸1～30份，乙酸1～10份，稀硫酸1～5份。

6.根据权利要求1所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，将所述除氮后的铝灰渣进行制备喷涂颗粒处理，包括：

对所述除氮后的铝灰渣进行造粒处理，获得所述喷涂颗粒，所述喷涂颗粒的目数不大于100目；

或者，将所述除氮后的铝灰渣进行制备AD粉处理，包括：

将所述除氮后的铝灰渣进行球磨处理，获得除氮后的铝灰渣粉末；

将所述除氮后的铝灰渣粉末加入铝粉，进行混合，得混合粉末；

将混合粉末进行加压处理，得所述AD粉；

或者，将所述除氮后的铝灰渣进行制备工业净水剂处理，包括：

向所述除氮后的铝灰渣中加入离子水，并进行搅拌，得溶液A；

在溶液A中加入盐酸进行反应，反应后进行熟化，得溶液B，其中熟化时间为24～48h，熟化温度为60～90℃；

将溶液B进行过滤处理，获得聚合氯化铝溶液；

将聚合氯化铝溶液进行蒸发结晶处理，得所述工业净水剂，其中蒸发结晶处理温度为100℃以上。

7.一种铝灰渣的无害化处理装置，用于实施权利要求1所述的铝灰渣的无害化处理方法，其特征在于，包括：

第一反应器，可供所述铝灰渣、水以及反应剂进行除氮反应，所述第一反应器内部具有第一反应腔，所述第一反应器上设有与所述第一反应腔连通的入料口，其中所述第一反应腔可供铝灰渣、水以及反应剂进行；

第二反应器，内部具有第二反应腔，所述第二反应腔与所述第一反应腔之间连接有第一出料管，所述第二反应器包括加热装置，所述加热装置用于对位于所述第二反应腔内的物质进行加热；

循环管组件，所述循环管组件包括回料管，所述回料管连通所述第一反应腔与所述第二反应腔。

8.根据权利要求7所述的铝灰渣的无害化处理装置，其特征在于，还包括气体收集器，所述气体收集器内具有集气腔，所述集气腔与所述第一反应腔连通设置；和/或，

所述第一反应器上还设有氨气浓度检测器，所述氨气浓度检测器用于检测所述第一反应腔内氨气的浓度值；和/或，

所述第一反应器上还设有温度检测器，所述温度检测器用于检测所述第一反应腔内的温度值。

9.根据权利要求7所述的铝灰渣的无害化处理装置，其特征在于，还包括第三反应器，所述第三反应器具有第三反应腔，所述第三反应腔与所述第二反应腔之间通过第二出料管连通设置，所述第三反应腔与所述第一反应腔之间通过所述回料管连通设置。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的铝灰渣的无害化处理装置，其特征在于，所述回料管上还设有抽水泵，所述抽水泵的出水口作用于所述第一反应器。