CN110079678A - 一种回收利用二次铝灰中铝的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为37‑45%;将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1200‑1300℃,所述烧结时间为20‑60min;将所述烧结熟料进行冷却后,加调整液和/或净化剂进行溶出,溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
Description
技术领域
本发明属于铝工业废弃资源回收利用技术领域,具体涉及一种回收利用二次铝灰中铝的方法。
背景技术
铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物,其中,未经处理的铝灰被称着一次铝灰,一次铝灰经过提炼再生铝后余下的铝灰被称着二次铝灰,二次铝灰为灰黑色粉状物,主要含氧化铝、单质铝、氮化铝、碳化铝及多种杂质,因遇水逸出刺激性、可燃性气体、杂质含量高,存在缺乏一种集规模化、资源化、经济性和环保型的回收利用方法的问题。
中国专利CN101973565A公开了一种低温碱性熔炼法回收铝灰中铝的方法,该方法是采用湿法处置铝灰,无法避免污染气体的产生,同时溶液杂质无法净化;中国专利CN105347361A公开了一种铝灰综合利用处理方法,该方法工艺复杂,独立运行成本高,杂质无针对性处置,产品附加值低;中国专利CN1673084A公开了一种用废铝灰生产氧化铝的方法,该方法同样无法避免污染气体的产生,工艺流程长无除杂,产品质量不佳。
发明内容
鉴于上述问题,提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的回收利用二次铝灰中铝的方法。
本发明实施例提供一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为37-45%;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1200-1300℃,所述烧结时间为20-60min;
将所述烧结熟料进行冷却后,加调整液和/或净化剂进行溶出,溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
进一步的,所述二次铝灰粒径<1mm。
进一步的,所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.05-0.15。
进一步的,所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1.80-2.05∶1。
进一步的,所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.03-0.06∶1。
进一步的,所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为0.96-1.12∶1。
进一步的,所述冷却至温度<300℃。
进一步的,所述溶出温度为80-95℃,所述溶出时间为20-45min。
进一步的,所述净化剂添加质量为50-150g/m3。
进一步的,将所述精制液用于生产精细氧化铝,所述精细氧化铝包括沸石、拟薄水、高白填料和微粉氢铝中的至少一种。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本申请将二次铝灰的回收与现有的碱石灰烧结法有效结合,达到回收二次铝灰生产高附加值精细氧化铝系列产品的目的。其主要特征是将二次铝灰与铝土矿掺配,独特的干湿法分路配料方式,混合配料烧结,解决二次铝灰遇水逸出可燃性、刺激性气体问题;并通过杂质固化、溶液净化除杂将铝灰中的杂质转化为稳定项排出至废渣。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中:
图1示出了本发明方法流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请提供一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为37-45%;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1200-1300℃,所述烧结时间为20-60min;
将所述烧结熟料进行冷却后,加调整液和/或净化剂进行溶出,溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
本申请中,所述二次铝灰粒径<1mm。
本申请中,所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.05-0.15。
本申请中,所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1.80-2.05∶1。
本申请中,所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.03-0.06∶1。
本申请中,所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为0.96-1.12∶1。
本申请中,所述冷却至温度<300℃。
本申请中,所述溶出温度为80-95℃,所述溶出时间为20-45min。
本申请中,所述净化剂添加质量为50-150g/m3。
本申请中,将所述精制液用于生产精制氧化铝,所述精制氧化铝包括沸石、拟薄水、高白填料和微粉氢铝中的至少一种。
下面将结合6个具体实施例对本申请的回收利用二次铝灰中铝的方法进行详细说明。
实施例1
一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;所述二次铝灰粒径<1mm;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为40%;所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.05;所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1.80∶1;所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.03∶1;所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为0.96∶1;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1200℃,所述烧结时间为20min;
将所述烧结熟料进行冷却至温度<300℃后,加调整液和/或净化剂进行溶出,所述净化剂添加质量为50g/m3,所述溶出温度为80℃,所述溶出时间为20min;溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
实施例2
一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;所述二次铝灰粒径<1mm;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为42%;所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.1;所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为2∶1;所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.045∶1;所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1∶1;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1250℃,所述烧结时间为40min;
将所述烧结熟料进行冷却至温度<300℃后,加调整液和/或净化剂进行溶出,所述净化剂添加质量为100g/m3,所述溶出温度为90℃,所述溶出时间为30min;溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
实施例3
一种回收利用二次铝灰中铝的方法,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;所述二次铝灰粒径<1mm;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱灰和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为40.5%;所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.15;所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为2.05∶1;所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.06∶1;所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1.12∶1;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1300℃,所述烧结时间为60min;
将所述烧结熟料进行冷却至温度<300℃后,加调整液和/或净化剂进行溶出,所述净化剂添加质量为150g/m3,所述溶出温度为95℃,所述溶出时间为45min;溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
实施例4
使用中铝山东青岛轻金属有限公司二次铝灰(Al2O3含量75%,A/S=7.5),按矿石耗量的5%从窑灰系统均匀干法入窑。按铝灰质量比的0.03加入固化剂,与铝土矿、石灰石等入碱液打浆,打浆液水分39.2%湿法入窑。经熟料窑烧结得熟料氧化铝含量37.5%,氧化铝标准溶出率95.9%。熟料溶出过程加入净化剂65g/l,经20min固液分离,将此溶液为主要原料与水玻璃一定比例配料合成,生产出符合国家标准的洗涤剂用4A沸石产品。经资质单位检测外排烟气及废渣符合环保排放及堆存标准。
实施例5
使用雄安新区堆存二次铝灰(Al2O3含量60%。A/S=6.1),按矿石耗量的10%从窑灰系统均匀干法入窑。按铝灰重量比的0.04加入固化剂,与铝土矿、石灰石等入碱液打浆,打浆液水分39.5%湿法入窑。经熟料窑烧结得熟料氧化铝含量37.3%,氧化铝标准溶出率95.6%。熟料溶出过程加入净化剂60g/l,经20min固液分离,将此溶液经常规脱硅后,通二氧化碳气体生产出符合标准的高自填料。
实施例6
使用雄安新区堆存二次铝灰(Al203含量64.2%。A/S=6.26),按矿石耗量的12.5%从窑灰系统均匀干法入窑。按铝灰质量比的0.06加入固化剂,与铝土矿、石灰石等入碱液打浆,打浆液水分40.5%湿法入窑。经熟料窑烧结得熟料氧化铝含量37.8%,氧化铝标准溶出率96.5%。熟料溶出过程加入净化剂70g/l,经20min固液分离,将此溶液经常规脱稀释后后,通二氧化碳气体快速成胶生产出符合标准的拟薄水填料。
将实施例1-6中的精制液和固体渣进行检测,检测结果如表1所示。
表1精制液及产品中杂质含量(PPm)
与现有技术相比,本申请的回收利用二次铝灰中铝的方法具有以下特点:
本申请方法的烧结熟料中氧化铝含量为37.5-38.5%,氧化铝标准溶出率为95.6-96.9%。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
将待处理二次铝灰以干法方式通入烧结设备中;
将铝土矿、石灰石、固化剂、碱粉和水混和进行打浆,获得湿浆料;按质量百分数计,所述湿浆料含水量为37-45%;
将所述湿浆料通入所述烧结设备中,与所述二次铝灰混合后,进行烧结,获得烧结熟料;所述烧结温度为1200-1300℃,所述烧结时间为20-60min;
将所述烧结熟料进行冷却后,加调整液和/或净化剂进行溶出,溶出反应结束后进行固液分离,获得精制液和固体渣,回收所述精制液。
2.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述二次铝灰粒径<1mm。
3.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述铝土矿与所述二次铝灰的质量比为1∶0.05-0.15。
4.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述石灰石与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为1.80-2.05∶1。
5.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述固化剂质量与所述铝土矿和所述二次铝灰总质量的比值为0.03-0.06∶1。
6.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述碱粉与所述铝土矿和所述二次铝灰总当量比值为0.96-1.12∶1。
7.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述冷却至温度<300℃。
8.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述溶出温度为80-95℃,所述溶出时间为20-45min。
9.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,所述净化剂添加质量为50-150g/m3。
10.根据权利要求1所述的一种回收利用二次铝灰中铝的方法,其特征在于,将所述精制液用于生产精细氧化铝,所述精细氧化铝包括沸石、拟薄水、高自填料和微粉氢铝中的至少一种。
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