CN110314923B - 一种强化铝灰脱盐脱氮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，所述方法包括以下步骤：1）将铝灰干磨至100目以下，按照一定比例与水混合；2）将得到的料浆常温搅拌球磨一定时间，吸收产生的氨气；3）过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液蒸发回收工业盐；4）将滤饼和碱液混合，保温搅拌水解，吸收产生的氨气，得到氨水或铵盐；5）过滤保温水解后的料浆，得到残渣和滤液，残渣洗涤干燥后作为再生铝精矿；6）向滤液中添加反应剂脱铝，得到沉淀，碱液返回搅拌保温脱氨段。本发明通过常温搅拌球磨和高温加碱两段水解工序，水解速率快且彻底，同时实现了氮化铝中氮和铝的回收，为铝灰中氮化铝的无害化和资源化利用开辟了一条新途径。
Description
技术领域
本发明涉及电解铝固废无害化处理技术领域，具体涉及一种强化铝灰脱盐脱氮的方法。
背景技术
铝灰是电解铝及铝熔炼过程中产生的固体废弃物，主要成分为金属铝、氧化铝、氮化铝、氟化盐、氯化盐等。国内外大部分的铝灰处理方式是粗放式提取其中含有的金属铝，剩余铝灰被大量堆存或填埋，造成环境污染。铝灰中氮化铝含量一般为10-30%，且比较活泼，遇水易发生水解反应生成氨气，对人和坏境均产生危害。但由于水解生成的氢氧化铝和羟基氧化铝会包裹在氮化铝颗粒表面，抑制水解反应，铝灰中氮化铝的脱除问题至今未得到解决。因此，如何彻底脱除铝灰中氮化铝，对铝灰的资源化和无害化有重要的意义。
目前已有一些专利公布了铝灰中氮化铝的脱除方法，专利CN 108217688A公布了一种铝灰中氮化铝的深度水解方法，具体方法是通过粉磨水解脱氨，虽然粉磨去除了氮化铝表面新生成的氢氧化铝，但由于氨在水溶液中的溶解度有限，水解条件温和，导致氮化铝无法彻底脱除；专利CN 108671462 A公布了铝灰渣除氮方法，其方法是在铝灰渣与水解反应过程中添加反应剂，促使生成的氨与反应剂结合生成铵盐，溶解于溶液中，但该方法试剂成本相对较高。
发明内容
本发明提出了一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，能够彻底脱除铝灰中的氮化铝，保证铝灰中氮化铝的深度水解。
实现本发明的技术方案是：
一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括以下步骤：
（1）将铝灰干磨至100目以下，然后按照一定比例与水混合，得到料浆；
（2）将步骤（1）得到的料浆进行搅拌球磨，得到细料浆并吸收产生的氨气；
（3）将步骤（2）得到细料浆过滤得到滤饼和滤液，滤液蒸发回收工业盐；
（4）将步骤（3）得到的滤饼和碱液混合，保温搅拌水解并吸收产生的氨气；
（5）将步骤（4）得到的料浆过滤得到残渣和滤液，残渣洗涤干燥后作为再生铝精矿；
（6）向步骤（5）得到的滤液中添加反应剂脱铝，过滤得到沉淀和滤液。
所述步骤（1）中铝灰与水的质量比为1：（1~3）。
所述步骤（2）中搅拌球磨水解温度为常温，时间为10~40min，铝灰颗粒磨细至800目以下。
所述步骤（2）和步骤（4）中吸收氨气的介质为水、稀盐酸或稀硫酸。
所述步骤（4）中保温搅拌水解的温度为50~100 ℃，水解时间为1~4 h。
所述步骤（4）中碱液的质量浓度为5~20%。
所述步骤（6）中反应剂为石灰或石灰乳。
所述步骤（6）中滤液返回步骤（4）循环利用。
本发明的有益效果是：（1）搅拌湿磨阶段，使铝灰颗粒磨细至800目以下，可快速脱除铝灰中可溶盐，同时获得活化的氮化铝表面；（2）在保温水解阶段，活化的氮化铝表面易水解，新生成氢氧化铝与碱液反应，同时碱液存在促进水解产生的氨气的蒸馏，二者共同作用促进水解过程向正反应方向进行，可以实现氮化铝彻底水解并回收氨；（3）无害化后铝灰残渣作为提取氧化铝的精矿，做到先无害化后资源化，符合固体废物污染环境防治法要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括以下步骤：
（1）取铝灰干磨至100目以下，该铝灰主要的化学成分为Al2O3 54.98%，SiO29.56%，Na2O 3.32%，AlN 16.82%；
（2）取100 g该铝灰加入200 g水混合，常温条件下搅拌球磨10 min得到细料浆，利用稀盐酸吸收产生的氨气，过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液富集蒸发回收工业盐；
（3）向滤饼中添加质量分数为5%的氢氧化钠溶液，搅拌并保持温度50 ℃下反应4h，采用稀盐酸吸收搅拌球磨和搅拌保温产生的氨气；
（4）过滤得到的浆料，余下残渣中氮化铝含量为0.52%，作为提取氧化铝的精矿；向滤液中添加石灰脱铝，得到沉淀，碱液返回搅拌保温脱氨段。
实施例2
一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括以下步骤：
（1）取铝灰干磨至100目以下，该铝灰主要的化学成分为Al2O3 68.78%，SiO21.24%，Na2O 2.19%，AlN 12.54%；
（2）取100 g该铝灰加入100 g水混合，常温条件下搅拌球磨20 min得到细料浆，利用稀硫酸吸收产生的氨气，过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液富集蒸发回收工业盐；
（3）向滤饼中添加质量分数为10%的氢氧化钠溶液，搅拌并保持温度75 ℃下反应2h，采用稀硫酸吸收搅拌球磨和搅拌保温产生的氨气；
（4）过滤得到的浆料，余下残渣中氮化铝含量为0.26%，作为提取氧化铝的精矿；向滤液中添加石灰乳脱铝，得到沉淀，碱液返回搅拌保温脱氨段。
实施例3
一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括以下步骤：
（1）取铝灰干磨至100目以下，该铝灰主要的化学成分为Al2O3 46.44%，SiO23.26%，Na2O 4.72%，AlN 28.18%；
（2）取100 g该铝灰加入300 g水混合，常温条件下搅拌球磨30 min得到细料浆，利用水吸收产生的氨气，过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液富集蒸发回收工业盐；
（3）向滤饼中添加质量分数为20%的氢氧化钠溶液，搅拌并保持温度100 ℃下反应1 h，采用水吸收搅拌球磨和搅拌保温产生的氨气；
（4）过滤得到的浆料，余下残渣中氮化铝含量为0.45%，作为提取氧化铝的精矿；向滤液中添加石灰脱铝，得到沉淀，碱液返回搅拌保温脱氨段。
实施例4
一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括以下步骤：
（1）取铝灰干磨至100目以下，该铝灰主要的化学成分为Al2O3 62.15%，SiO25.36%，Na2O 2.82%，AlN 18.35%；
（3）取100 g该铝灰加入200 g水混合，常温条件下搅拌球磨40 min得到细料浆，利用稀盐酸吸收产生的氨气，过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液富集蒸发回收工业盐；
（3）向滤饼中添加质量分数为5%的氢氧化钠溶液，搅拌并保持温度75 ℃下反应4h，采用稀盐酸吸收搅拌球磨和搅拌保温产生的氨气；
（4）过滤得到的浆料，余下残渣中氮化铝含量为0.46%，作为提取氧化铝的精矿；向滤液中添加石灰乳脱铝，得到沉淀，碱液返回搅拌保温脱氨段。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将铝灰干磨至100目以下，然后按照一定比例与水混合，得到料浆；
（2）将步骤（1）得到的料浆进行搅拌球磨，得到细料浆并吸收产生的氨气；
（3）将步骤（2）得到细料浆过滤得到滤饼和滤液，滤液蒸发回收工业盐；
（4）将步骤（3）得到的滤饼和碱液混合，保温搅拌水解并吸收产生的氨气；
（5）将步骤（4）得到的料浆过滤得到残渣和滤液，残渣洗涤干燥后作为再生铝精矿；
（6）向步骤（5）得到的滤液中添加反应剂脱铝，过滤得到沉淀和滤液。
2.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（1）中铝灰与水的质量比为1：（1~3）。
3.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（2）中搅拌球磨水解温度为常温，时间为10~40min，铝灰颗粒磨细至800目以下。
4.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（2）和步骤（4）中吸收氨气的介质为水、稀盐酸或稀硫酸。
5.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（4）中保温搅拌水解的温度为50~100 ℃，水解时间为1~4 h。
6.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（4）中碱液的质量浓度为5~20%。
7.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（6）中反应剂为石灰或石灰乳。
8.根据权利要求1所述的强化铝灰脱盐脱氮的方法，其特征在于：所述步骤（6）中滤液返回步骤（4）循环利用。
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