CN111892074A - 一种二次铝灰的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次铝灰的处理方法，包括以下步骤：步骤一、按照工艺要求量取一份二次铝灰，3份98%的浓硫酸和5~6份的碳酸氢氨，并分别放置；步骤二、将处理后的铝灰倒入稀释后的硫酸中反应，制取硫酸铝溶液；步骤三、将硫酸铝溶液添加进碳酸氢氨溶液中反应铵；步骤四、待硫酸铝溶液添加完毕后持续搅拌15~20分钟后停止搅拌静置沉淀后过滤；步骤五、将步骤五中过过滤的固体沉淀表面残留的溶液清洗之后通过干燥设备干燥去除多余水分得到碳酸铝胺颗粒；步骤六、将上述干燥后的碳酸铝胺颗粒送入高温窑炉中煅烧1~1.5h得到纳米级氧化铝粉体。通过上述方式，本发明能够提高产品中二次铝灰中的铝元素的回收利用率，而且最终产品为晶型规整的α型氧化铝。
Description
技术领域
本发明涉及资源回收领域，特别是涉及一种二次铝灰的处理方法。
背景技术
二次铝灰是在废铝再生过程中产生的无法直接利用的灰分，其中富含三氧化二铝以及各种其他杂质，难以经过冶金方法直接再次回收利用，一般只能直接用作耐火砖等材料的原料，无形中浪费了大量的铝资源。经实际二次灰分中的单质铝含量一般为10%左右，而氧化铝和氮化铝的总含量高达40%~60%，为了充分利用二次铝灰中的铝，在实践中人们开发了酸浸法，将灰分中的铝元素以盐的形式浸出，但是常用的酸浸法处理二次铝灰时氨气产生量比较多，而且作为最终产品的三氧化二铝的纯度不高。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种二次铝灰的处理方法，能够提高铝灰中铝元素的利用率。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种二次铝灰的处理方法，所述二次铝灰的处理方法包括以下步骤：
步骤一、按照工艺要求量取一份二次铝灰，3份98%的浓硫酸和5~6份的碳酸氢氨，并分别放置；
步骤二、先把98%的浓硫酸按照定容方式用水稀释8~12倍得到硫酸溶液；，然后将得到的硫酸溶液放入到第一反应釜中持续搅拌，搅拌过程中缓慢倒入预先粉碎后的二次铝灰进行反应，反应完成后过滤除渣得到硫酸铝溶液；
步骤三、将步骤一中量取的碳酸氢氨放到第二反应釜中，然后向反应釜棕添加碳酸氢氨总质量2~4倍的水，并搅拌均匀配制成碳酸氢氨溶液，然后将步骤二中得到的硫酸铝溶液缓慢添加进持续搅拌的碳酸氢氨溶液中进行反应，在反应过程中随时调节溶液的PH值，使反应环境保持弱碱性；
步骤四、待硫酸铝溶液添加完毕后持续搅拌15~20分钟后停止搅拌静置沉淀后过滤；
步骤五、将步骤五中过过滤的固体沉淀表面残留的溶液清洗之后通过干燥设备干燥去除多余水分得到碳酸铝胺颗粒；
步骤六、将上述干燥后的碳酸铝胺颗粒送入高温窑炉中煅烧1~1.5h得到纳米级氧化铝粉体。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤二中反应时第一反应釜的反应温度为80℃~100℃，反应时间为1~1.5h。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中使用氨水调节溶液的PH值。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤三中反应环境为PH值9~10。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤四中静置时间为24~48h。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤五中的清洗共分两步，第一步是水洗，通过流水冲刷去除沉淀表面的化学物质残留，第二步是醇洗，通过使用酒精混合洗涤，去除表面水分和化学物质残留，然后过滤掉酒精得到碳酸铝胺颗粒。
在本发明一个较佳实施例中，所述步骤五中使用的干燥设备为微波干燥设备。
在本发明一个较佳实施例中，所述煅烧温度为1150℃~1200℃。
本发明的有益效果是：本发明通过改进现有酸浸法，使用碳酸铝胺作为中间体利用二次铝灰生产三氧化二铝，与常用的二次铝灰处理工艺相比，对铝灰中的铝元素利用率高，可以达到90%以上，而且制得的三氧化二铝晶型规整的高纯α相氧化铝，而且可以减少因为氮化铝产生的氨气量。
具体实施方式
下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例包括：
实施例1
一种二次铝灰的处理方法，所述二次铝灰的处理方法包括以下步骤：
步骤一、按照工艺要求量取一份二次铝灰，3份98%的浓硫酸和5份的碳酸氢氨，并分别放置；
步骤二、先把98%的浓硫酸按照定容方式用水稀释8倍得到硫酸溶液；，然后将得到的硫酸溶液放入到第一反应釜中持续加热搅拌，搅拌过程中缓慢倒入预先粉碎后的二次铝灰进行反应，所述反应釜的加热温度为100℃，反应总时间为1h，反应完成后过滤除渣得到硫酸铝溶液；
步骤三、将步骤一中量取的碳酸氢氨放到第二反应釜中，然后向反应釜棕添加碳酸氢氨总质量4倍的水，并搅拌均匀配制成碳酸氢氨溶液，然后将步骤二中得到的硫酸铝溶液缓慢添加进持续搅拌的碳酸氢氨溶液中进行反应，在反应过程中使用氨水调节调节溶液的PH值，使反应环境保持PH值为9~10的范围内，如果PH值超出或者降低的话，则会影响最终生产的的氧化铝的晶型，导致γ相氧化铝增多；
步骤四、待硫酸铝溶液添加完毕后持续搅拌15分钟后停止搅拌静置48h，使碳酸铝胺的晶型稳定后再将成型好的碳酸铝胺过滤，如果不经陈化的话，一方面最终生产的三氧化二铝中杂质增多，另一方面晶型不稳定，会增加γ相氧化铝的含量；
步骤五、先使用流水冲刷掉步骤五中过过滤的碳酸铝胺晶体表面残留的溶液，然后使用酒精洗涤碳酸铝胺晶体，进一步去除晶体表面的水分和有机杂质，然后通过微波干燥器快速彻底除去碳酸铝胺晶体颗粒内部和外部的水分；
步骤六、将上述干燥后的碳酸铝胺颗粒送入高温窑炉中在1100℃~1200℃之间煅烧1h得到纳米级氧化铝粉体。
实施例2
一种二次铝灰的处理方法，所述二次铝灰的处理方法包括以下步骤：
步骤一、按照工艺要求量取一份二次铝灰，3份98%的浓硫酸和5~6份的碳酸氢氨，并分别放置；
步骤二、先把98%的浓硫酸按照定容方式用水稀释12倍得到硫酸溶液；，然后将得到的硫酸溶液放入到第一反应釜中持续加热搅拌，搅拌过程中缓慢倒入预先粉碎后的二次铝灰进行反应，其中反应釜的加热温度为80℃~90℃，反应时间为1.5h，反应完成后过滤除渣得到硫酸铝溶液；
步骤三、将步骤一中量取的碳酸氢氨放到第二反应釜中，然后向反应釜棕添加碳酸氢氨总质量2倍的水，并搅拌均匀配制成碳酸氢氨溶液，然后将步骤二中得到的硫酸铝溶液缓慢添加进持续搅拌的碳酸氢氨溶液中进行反应，在反应过程中使用氨水调节调节溶液的PH值，使反应环境保持PH值为9~10的范围内，如果PH值超出或者降低的话，则会影响最终生产的的氧化铝的晶型，导致γ相氧化铝增多；
步骤四、待硫酸铝溶液添加完毕后持续搅拌20分钟后停止搅拌静置24h，使碳酸铝胺的晶型稳定后再将成型好的碳酸铝胺过滤，如果不经陈化的话，一方面最终生产的三氧化二铝中杂质增多，另一方面晶型不稳定，会增加γ相氧化铝的含量；
步骤五、先使用流水冲刷掉步骤五中过过滤的碳酸铝胺晶体表面残留的溶液，然后使用酒精洗涤碳酸铝胺晶体，进一步去除晶体表面的水分和有机杂质，然后通过微波干燥器快速彻底除去碳酸铝胺晶体颗粒内部和外部的水分；
步骤六、将上述干燥后的碳酸铝胺颗粒送入高温窑炉中在1100℃~1200℃之间煅烧1得到纳米级氧化铝粉体。
经检测，实施例1和实施例2皆为纯度99%以上的α型氧化铝。根据光谱分析测算，实施例1中铝元素的回收率在94%左右，实施例2中铝元素的回收率为92%左右。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述二次铝灰的处理方法包括以下步骤：
步骤一、按照工艺要求量取一份二次铝灰，3份98%的浓硫酸和5~6份的碳酸氢氨，并分别放置；
步骤二、先把98%的浓硫酸按照定容方式用水稀释8~12倍得到硫酸溶液；，然后将得到的硫酸溶液放入到第一反应釜中持续搅拌，搅拌过程中缓慢倒入预先粉碎后的二次铝灰进行反应，反应完成后过滤除渣得到硫酸铝溶液；
步骤三、将步骤一中量取的碳酸氢氨放到第二反应釜中，然后向反应釜棕添加碳酸氢氨总质量2~4倍的水，并搅拌均匀配制成碳酸氢氨溶液，然后将步骤二中得到的硫酸铝溶液缓慢添加进持续搅拌的碳酸氢氨溶液中进行反应，在反应过程中随时调节溶液的PH值，使反应环境保持弱碱性；
步骤四、待硫酸铝溶液添加完毕后持续搅拌15~20分钟后停止搅拌静置沉淀后过滤；
步骤五、将步骤五中过过滤的固体沉淀表面残留的溶液清洗之后通过干燥设备干燥去除多余水分得到碳酸铝胺颗粒；
步骤六、将上述干燥后的碳酸铝胺颗粒送入高温窑炉中煅烧1~1.5h得到纳米级氧化铝粉体。
2.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤二中反应时第一反应釜的反应温度为80℃~100℃，反应时间为1~1.5h。
3.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤三中使用氨水调节溶液的PH值。
4.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤三中反应环境为PH值9~10。
5.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤四中静置时间为24~48h。
6.根据权利要求1中所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤五中的清洗共分两步，第一步是水洗，通过流水冲刷去除沉淀表面的化学物质残留，第二步是醇洗，通过使用酒精混合洗涤，去除表面水分和化学物质残留，然后过滤掉酒精得到碳酸铝胺颗粒。
7.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述步骤五中使用的干燥设备为微波干燥设备。
8.根据权利要求1所述的二次铝灰的处理方法，其特征在于，所述煅烧温度为1150℃~1200℃。
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Cited By (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201106 |