CN112077124A - 一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：S1、铝灰渣的初次加工；S2、二次铝脱氨；S4、二次铝杂质进一步处理。本发明通过对二次铝进行多重处理，不仅能安全有效去除二次铝中的氮化铝、碳化铝等活性组分，还可以去除Si、Mg、Fe等氧化物，K、Na等氯化物以及微量氟化物、微量重金属，同时得到了附加值高的副产品，实现了各组分的高效分离及回收利用，有利于二次铝灰资源化综合利用。
Description
技术领域
本发明涉及二次铝处理技术领域，具体是一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法及其制备方法。
背景技术
铝灰产生于电解铝、铸造铝和再生铝行业中所有铝发生熔融的工序，我国铝工业每年产生的工业铝灰量已超过200万吨，根据铝灰在回收利用过程中的使用次数和金属铝含量，铝灰包括一次铝灰和二次铝灰，一次铝灰主要是铝和铝的氧化物混合而成，其中金属铝含量一般在30％～70％之间，具有较高的回收利用价值，回收利用较普遍，主要回收工艺有炒灰回收法、等离子体速熔法、压榨回收法等，且回收率可达70％以上。
二次铝灰是一次铝灰经回收大部分金属铝后的含铝固体废弃物，含有5％～30％的金属铝，但由于其中含有一定量的氮化铝、碳化铝活性组分，Si、Mg、Fe等氧化物，K、Na等氯化物，Na3AlF6、AlF3、NaF等微量氟化物，以及微量的重金属。氮化铝、碳化铝等活性组分与水反应可产生易燃有毒气体；可溶性盐类会导致土壤盐碱化，农作物死亡；部分微量的氟化物及重金属具有浸出毒性，会造成水体污染。二次铝灰由于其成分复杂，处理难度大，多数企业采取填埋或堆存进行处理，因此，无害化处理二次铝灰，不仅是实现铝资源的二次循环利用的需要，也是对环境健康发展以及经济可持续发展的必然要求。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法及其制备方法，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨1-3h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为60-100℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为10-15％的氧化气氛下，于1200-1600℃下煅烧2-6h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
作为本发明进一步的方案：步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
作为本发明进一步的方案：氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀盐酸、稀硝酸或稀硫酸。
作为本发明进一步的方案：步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
作为本发明进一步的方案：步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式或逆流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
作为本发明进一步的方案：步骤S42，脱氟剂为聚合硫酸铝、氯化钙、石灰中一种或多种。
作为本发明进一步的方案：步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过对二次铝进行多重处理，不仅能安全有效去除二次铝中的氮化铝、碳化铝等活性组分，还可以去除Si、Mg、Fe等氧化物，K、Na等氯化物以及微量氟化物、微量重金属，同时得到了附加值高的副产品，实现了各组分的高效分离及回收利用，有利于二次铝灰资源化综合利用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨1h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为60℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为10％的氧化气氛下，于1200℃下煅烧2h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
具体的，本实施例步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
具体的，本实施例氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀盐酸。
具体的，本实施例步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
具体的，本实施例步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
具体的，本实施例步骤S42，脱氟剂为聚合硫酸铝。
具体的，本实施例步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
实施例2
一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨3h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为100℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为15％的氧化气氛下，于1600℃下煅烧6h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
具体的，本实施例步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
具体的，本实施例氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀硝酸。
具体的，本实施例步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
具体的，本实施例步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式或逆流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
具体的，本实施例步骤S42，脱氟剂为氯化钙。
具体的，本实施例步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
实施例3
一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨2h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为100℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为12％的氧化气氛下，于1500℃下煅烧3h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
具体的，本实施例步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
具体的，本实施例氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀硫酸。
具体的，本实施例步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
具体的，本实施例步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式或逆流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
具体的，本实施例步骤S42，脱氟剂为石灰。
具体的，本实施例步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
实施例4
一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨3h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为90℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为12％的氧化气氛下，于1550℃下煅烧4h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
具体的，本实施例步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
具体的，本实施例氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀盐酸。
具体的，本实施例步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
具体的，本实施例步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式或逆流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
具体的，本实施例步骤S42，脱氟剂为氯化钙。
具体的，本实施例步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (7)
1.一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铝灰渣的初次加工：将工业二次铝灰研磨1-3h，再过80目筛，从而得到铝灰微粉；
S2、二次铝脱氨：将铝灰微粉倒入水浸脱氨机中，边搅拌边加入温度为60-100℃的热水反应，反应后逸出含氨废气，并得到二次铝混合溶液，分解去除二次铝中的氮化铝等含氮成分；
S3、二次铝焙烧：
S31、对脱氨后的二次铝混合溶液进行离心脱水，离心脱水后得到滤液A和滤渣，滤液A进入循环水池，滤渣送至煅烧炉内，在氧气体积含量为10-15％的氧化气氛下，于1200-1600℃下煅烧2-6h，使二次铝灰中的金属铝、碳化铝转化成氧化铝，且氟化盐、氯化盐挥发，得到煅烧氧化物；
S32、将煅烧产出的废烟气经过冷凝、沉降、除尘回收氟化盐和氯化盐，然后脱硝排放；
S4、二次铝杂质进一步处理：
S41、将煅烧氧化物加入低温水中，洗去除铝灰中可溶性盐，充分搅拌，固液分离后得到滤液B和净化铝灰；
S42、向所述滤液B中添加含钙、铝成分的脱氟剂进行联合脱氟，脱氟后的滤液进行蒸发结晶，回收有效盐分。
2.根据权利要求1所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，步骤S2中，收集含氨废气并通入氨吸收装置，向氨吸收装置内喷洒氨吸收剂对含氨废气进行处理，得到含氮溶液与剩余气体，含氮溶液用于制备副产品，剩余气体排放至大气。
3.根据权利要求2所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，氨吸收剂为氨吸收剂为水或酸，所述酸为稀盐酸、稀硝酸或稀硫酸。
4.根据权利要求1所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，步骤S3中，滤渣载气输送至煅烧炉内与氧气进行反应，载气为空气，氧气由空气提供。
5.根据权利要求4所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，步骤S3中，所述煅烧炉为回转窑，滤渣在煅烧炉内的煅烧以顺流方式或逆流方式进行，且回转窑出口的物料温度大于1200℃。
6.根据权利要求1所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，步骤S42，脱氟剂为聚合硫酸铝、氯化钙、石灰中一种或多种。
7.根据权利要求1所述的二次铝灰无害化综合利用的处理方法，其特征在于，步骤S4中，对进一步处理后的二次铝灰采用拜耳法处理，脱除铝灰中的剩余氟。
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