CN112553470A - 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法 - Google Patents

一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112553470A
CN112553470A CN202011422104.3A CN202011422104A CN112553470A CN 112553470 A CN112553470 A CN 112553470A CN 202011422104 A CN202011422104 A CN 202011422104A CN 112553470 A CN112553470 A CN 112553470A
Authority
CN
China
Prior art keywords
aluminum
aluminum hydroxide
reaction
aluminum ash
waste acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011422104.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112553470B (zh
Inventor
杨崎峰
林宏飞
丘能
周郁文
周思宏
慕俊豪
陆承高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co ltd
Guangxi Boshike Environmental Technology Co ltd
Original Assignee
Guangxi Bosch Environmental Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangxi Bosch Environmental Technology Co ltd filed Critical Guangxi Bosch Environmental Technology Co ltd
Priority to CN202011422104.3A priority Critical patent/CN112553470B/zh
Publication of CN112553470A publication Critical patent/CN112553470A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112553470B publication Critical patent/CN112553470B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/02Working-up flue dust
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/20Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts
    • C01F7/26Preparation of aluminium oxide or hydroxide from aluminous ores using acids or salts with sulfuric acids or sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0015Obtaining aluminium by wet processes
    • C22B21/0023Obtaining aluminium by wet processes from waste materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006Wet processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,属于铝工业废弃物处理领域。该方法包括破碎、水浸脱氮脱盐、废酸预处理、酸浸、除杂、沉淀、干燥步骤。本发明利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法的有益效果在于:其利用钛白废酸进行预处理后对二次铝灰进行酸浸并回收氢氧化铝粉,与传统工艺相比,具有材料消耗少、处理成本低、经济效益好等优点,而且通过“以废治废”的方法回收有价资源,符合循环经济和节能减排的理念,可广泛应用于铝工业废弃物的处理。

Description

一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法
技术领域
本发明涉及铝工业废弃物技术领域,特别涉及一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法。
背景技术
铝灰是电解铝、铸造铝和其他铝行业在生产、使用和回收过程中产生的含有金属铝和其他成分的固体物质。铝灰中主要组成及其含量(质量分数)为:金属铝10%~30%;氧化铝20%~40%;硅、镁和铁的氧化物7%~15%;钾、钠、钙和镁的氯化物及其他微量氟化物15%~30%。
根据统计,广西运行电解铝产能两百多万吨,电解铝及其配套的铝加工下游产业链,每年将产生至少约3~5万吨铝灰。
根据2016年8月1日起施行的新版《国家危险废物名录》,铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣属HW48中321-024-48类危废,电解铝过程中产生的盐渣、浮渣属于HW48中321-025-48类危废,铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣属于HW48中321-026-48类危废。因此,二次铝灰处置不当,存在环境污染和环境危害风险:
(1)氟化物浸出毒性超标,直接堆存污染周边地下水和土壤;
(2)铝灰遇水会释放大量氨气,并产生氢气、甲烷硫化等易燃易爆气体,污染大环境;
(3)盐分溶解渗出积聚会导致土壤盐碱化和水体污染。
目前对二次铝灰的综合回收利用没有形成规模,造成铝灰堆积在各铝加工企业仓库中或进行废弃处理,导致废渣侵占土地,污染环境,大量含铝的资源被浪费。而钛白粉加工企业常用酸解方法生产钛白粉,产生大量浓度约20%左右的钛白废酸,这些废酸液含有大量的亚铁离子,目前的处理也主要是通过中和沉淀等方法,不但浪费资源,而且产生大量的石膏渣无法处理。根据统计,广西的主要钛白废酸产能达100多万吨/年,钛白废酸量较大。
广西钛白废酸主要成分如下:
成分 H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub>/% FeSO<sub>4</sub>/% TiOSO<sub>4</sub>/% Al<sub>2</sub>(SO<sub>4</sub>)<sub>3</sub>/%
浓度 18~22 5~8 1~2 1.5~2.5
中国专利公开号为CN103172094A的专利文献中公开的《环保利用废铝灰渣和废酸的方法》,利用不锈钢酸洗废酸作为酸浸剂,再用过量NaOH调节pH至12,滤液中的铁全部沉淀成氢氧化亚铁、铝变成偏铝酸,然后再加浓盐酸调节pH7~8,得到氢氧化铝沉淀,该方法虽然在一定程度上对酸洗废酸进行了综合利用,但是不锈钢酸洗工序一般采用硫酸+硝酸的混合酸进行表面处理,废酸中除了含有亚铁离子,还含有铬离子以及废硝酸,而该方法没有对废酸进行预处理,导致大量的重金属离子和其他杂质离子进入酸浸液中,影响废水的循环使用,同时也在一定程度上影响氢氧化铝的产品质量,而且该方法通过浓硫酸-浓碱-浓盐酸反复来回调整pH,药剂消耗量过大,成本高,同时,酸浸渣中含有氯离子影响后续的废渣建材化利用。
中国专利公开号为CN108383142B的专利文献中公开的《一种再生铝铝灰渣资源化生产氧化铝的方法》,采用磨碎-清洗铝灰(湿法)-碱性熔炼(火法)-水浸与除杂(湿法)-通入CO2沉淀氢氧化铝-煅烧的方法回收氧化铝粉(火法);该法采用间断的采用两级湿法、两级火法的综合工艺,需要蒸发大量的水,能耗较高,成本高,工艺流程复杂。
中国专利公开号为CN109052445A的专利文献中公开的《一种二次铝灰无害化利用的方法》,采用水浸-过滤-盐酸酸浸-陈化生产聚合氯化铝净水剂产品,该法虽然实现了铝的资源化,但是由于酸浸渣含有大量的氯离子,而且通过洗涤难度较大,废渣用于制砖时,氯离子影响建材产品的胶凝特性,导致性能下降。
中国专利公开号为CN111485063A的专利文献中公开的《电解铝厂铝灰的高效利用工艺》,将废铝、废铝灰、改性后的电石渣混合高温煅烧生产脱氧剂,该法采用的电石渣成分复杂,含有有毒气体,操作环境恶劣,而且有效氧化钙含量较低,铝灰中的铝作为脱氧剂成分造成资源浪费,而且氧化铝仅用于改善钢水的流动性,其成分并未得到资源化利用。
中国专利公开号为CN110451542A的专利文献中公开的《一种利用铝灰生产铝酸钙粉的工艺及生产系统》,将铝灰和石灰石混合煅烧得到铝酸钙粉,该法采用多级预热+烧结+高温煅烧的方式,能耗大,工艺流程长,仅适用于大规模的生产工艺中使用。
中国专利公开号为CN111573701A的专利文献中公开的《一种利用铝灰制备棕刚玉生产原料的方法》,该法将铝灰加热到700℃,氮化物无法完全脱除,需要在800~1000℃才能保持高的氮脱除效率。
中国专利公开号为CN105347361A的专利文献中公开的《一种铝灰综合利用方法》,采用硝酸钠、氨基酸钠和碳酸钠等作为催化剂进行催化脱氮,在实际应用效果中,其催化脱氮效果不佳,还引入硝基、氨基等杂质,导致后续的废水处理成本高,而且催化剂的加入量过大,成本高。
综上所述,现有的技术中,铝灰的资源化一直是国内外的研究重点,已经开展很多研究并取得一定的成果,但是到目前为止产业化的并不多,而铝灰用于生产净水剂的工艺属于主流工艺,但因为产品质量难以满足市场要求,聚铝废渣含氯高无法建材化生产,因此无法在市场上广泛使用,传统的铝灰处理工艺成本高,操作复杂,有价资源利用率低、废渣难以处理等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,解决现有铝灰处理技术存在的工艺成本高,操作复杂,有价资源利用率低、废渣难以处理等问题。与现有的技术相比,本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法具有成本低、资源化利用率高、废渣无氯害、产品应用广泛等优点。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)使用破碎设备对二次铝灰进行破碎筛分,得到破碎后,筛分出铝灰粉末备用;
(2)向钛白废酸中加入浓硫酸调配浓度,并进行搅拌、自然冷却、结晶,固液分离出硫酸亚铁晶体后,得到结晶母液,备用;
(3)在反应槽中加入浸取剂,再将步骤(1)中筛分出的铝灰投入到反应槽中进行反应,并通过尾气处理系统处理反应过程中产生的气体,反应结束后过滤得到一次滤液和一次滤渣,其中一次滤液通过蒸发结晶得到结晶盐回收;
(4)将步骤(3)中的得到的一次滤渣加入步骤(2)中得到的结晶母液进行反应,反应结束后过滤,得到二次滤液和二次滤渣;
(5)向步骤(4)中得到的二次滤液投加除铁剂进行除铁,并过滤得到铁渣和除铁后液;
(6)向步骤(5)的除铁后液中加入沉淀剂进行pH调节,并加入晶种和助剂,反应结束后,过滤得到氢氧化铝晶体和三次滤液;
(7)将步骤(6)中的氢氧化钠晶体进行干燥,得到活性氢氧化铝粉,将三次滤液引流回收至步骤(3)和步骤(4)中重复利用。
进一步地,在步骤(2)中,所述步骤1中浓硫酸浓度为80%-98%,搅拌反应时间为0.5h-3h,冷却温度为35℃-65℃,所述结晶母液的浓度为45%-65%。
进一步地,在步骤(3)中,所述浸取剂为清水、循环用水或自来水;反应时间为0.5h-3h,反应温度为60℃-100℃,液固比为3:1-10:1。
进一步地,在步骤(4)中,所述结晶母液用量为二次铝灰干重的80%-300%,反应时间为0.5h-3h,反应温度为45℃-95℃,液固比为3:1-10:1。
进一步地,在步骤(5)中,所述除铁剂为铁氰化钾,铁氰化钾用量为二次铝灰干重的0.05%~1.5%,反应时间为1~3h,反应温度为15℃~65℃。
进一步地,所述在步骤(6)中,所述沉淀剂为氨水、片碱、液碱、纯碱中的一种或几种的混合,所述晶种为氢氧化铝晶体,所述助剂为聚乙二醇。
进一步地,所述氢氧化铝晶体加入量为二次铝灰干重的0.5%-10%;沉淀终点pH控制在4.5-6.5,反应时间为1-3h,所述聚乙二醇加入量为二次铝灰干重的0.5%-5%。
进一步地,在步骤(6)中,所述反应温度为常温,反应时间为12-36h。
综上所述,由于采用了上述技术方案,与现有铝灰处理工艺成本高、操作复杂,有价资源利用率低、废渣难以处理的技术方法相比,本发明的有益效果是:
(1)采用杂质相对少的钛白废酸代替传统的浓硫酸或浓盐酸进行酸浸反应,其原材料成本大幅降低,而且处置废酸还可以增加处置费收入,经济效益好。
(2)本发明采用加温脱氮法,其脱氮效果高,达90%以上,完全实现无害化,无需额外添加大量的氨基、硝基类催化剂,未引入杂质离子,脱氮成本低。
(3)资源化利用率高:钛白废酸中结晶出来的硫酸亚铁可以作为生产聚铁净水剂的原料,而酸浸液通过加入碱调节pH,把铝灰中酸溶出来的硫酸铝和钛白废酸中的硫酸铝沉淀得到氢氧化铝产品,资源化利用率高。
(4)酸浸渣可以建材化利用:在酸浸反应过程中,能把大部分氧化铝溶解到溶液中,剩下的α-Al2O3无法通过酸溶作用转移到溶液而残留到酸浸渣中,对酸浸渣的建材化生产具有有益效果,而且由于浸出剂采用的是无氯的硫酸体系,因此酸浸渣可以大量用于建材化生产,不影响建材产品的胶凝特性。
(5)本发明得到的氢氧化铝粉产品纯度高、杂质含量少,应用广泛,可以作为玻璃行业的阻燃剂添加剂原料之一。
(6)通过“以废治废”的方法回收有价资源,符合循环经济和节能减排的理念,可广泛应用于铝工业废弃物的处理。
附图说明
图1是本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下举出优选实施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
如图1所示,本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,包括以下步骤:
步骤1:在硫酸质量浓度为20%、硫酸亚铁质量浓度为5%的钛白废酸中加入浓度为98%的浓硫酸,钛白废酸的调配终点浓度为45%,搅拌反应时间0.5h、冷却温度35℃,结晶,固液分离后,得到硫酸亚铁浓度为0.32%的预处理后钛白废酸,硫酸亚铁去除率为93.6%;
步骤2:采用破碎设备对二次铝灰进行破碎筛分,得到破碎后铝灰80目,备用;
步骤3:在反应槽中加入清水,再把步骤2得到的80目破碎后的铝灰投加到反应槽中进行反应,反应时间为0.5h,反应温度为60℃,液固比为3:1,目的是洗掉盐类物质以及脱氮,脱氮效率能达92.5%。反应过程中产生的气体通过集中收集进入尾气处理系统,反应结束后过滤,得到一次滤液和一次滤渣,一次滤液回用,一次滤渣进入下一工序;
步骤4:在步骤3得到的一次滤渣中,硫酸质量浓度为45%的钛白废酸用量为二次铝灰干重的300%,加入步骤1预处理后钛白废酸进行反应,反应时间为0.5h,反应温度为45℃,液固比为3:1,酸浸反应过程中,能把50%的氧化铝溶解到溶液中,反应结束后过滤,得到二次滤液和二次滤渣;二次滤渣中和洗涤后,由于采用的是无氯的钛白废酸硫酸体系,因此二次滤渣可以大量用于建材化生产,不影响建材产品的胶凝特性,二次滤液进入下一工序;
步骤5:将步骤4得到的亚铁离子浓度为28mg/l的二次滤液投加除铁剂铁氰化钾进行除铁,铁氰化钾用量为二次铝灰干重的1.5%,反应时间为1h,反应温度为15℃;并过滤得到铁渣和除铁后液,铁渣委外处理,除铁后液亚铁含量为1.3mg/l,并进入下一工序;
步骤6:将步骤5中得到的除铁后液加入氨水作为沉淀剂把pH调节至4.5,并加入氢氧化铝晶体作为晶种和聚乙二醇助剂,氢氧化铝晶体种加入量为二次铝灰干重的0.5%,聚乙二醇助剂加入量为二次铝灰干重的0.5%,反应时间为1h,反应温度为60℃;晶种的加入可以加快沉淀反应速度,改善过滤性能;聚乙二醇助剂的加入能避免氢氧化铝胶体产生过程中产生的团聚现象,得到的氢氧化铝粉体质量更好,应用更广,反应结束后,陈化12h,陈化会改善氢氧化铝的过滤性能,并降低氢氧化铝的含水率,降低后续干燥成本,然后过滤得到含水率为12%的氢氧化铝晶体和三次滤液;三次滤液回用;
步骤7:将氢氧化铝晶体进行干燥,得到的活性氢氧化铝粉质量指标满足《氢氧化铝》(GBT4294—2010)中的AH-1的等级标准。
实施例2
如图1所示,本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,包括以下步骤:
步骤1:在硫酸质量浓度为65%、硫酸亚铁质量浓度为10%的钛白废酸中加入浓度为80%的浓硫酸,钛白废酸的调配终点浓度为65%,搅拌反应时间3h、冷却温度65℃,结晶,固液分离后,得到硫酸亚铁浓度为0.12%的预处理后钛白废酸,硫酸亚铁去除率为98.8%;
步骤2:采用破碎设备对二次铝灰进行破碎筛分,得到破碎后铝灰200目,备用;
步骤3:在反应槽中加入循环水,再把步骤2得到的200目破碎后的铝灰投加到反应槽中进行反应,反应时间为3h,反应温度为100℃,液固比为10:1,目的是洗掉盐类物质以及脱氮,脱氮效率能达98.8%;反应过程中产生的气体通过集中收集进入尾气处理系统,反应结束后过滤,得到一次滤液和一次滤渣,一次滤液回用,一次滤渣进入下一工序;
步骤4:在步骤3得到的一次滤渣中,硫酸质量浓度为65%的钛白废酸用量为二次铝灰干重的80%,加入步骤1预处理后钛白废酸进行反应,反应时间为3h,反应温度为95℃,液固比为10:1,酸浸反应过程中,能把75%的氧化铝溶解到溶液中,反应结束后过滤,得到二次滤液和二次滤渣;二次滤渣中和洗涤后,由于采用的是无氯的钛白废酸硫酸体系,因此二次滤渣可以大量用于建材化生产,不影响建材产品的胶凝特性,二次滤液进入下一工序;
步骤5:将步骤4得到的亚铁离子浓度为5mg/l的二次滤液投加除铁剂铁氰化钾进行除铁,铁氰化钾用量为二次铝灰干重的0.05%,反应时间为3h,反应温度为65℃;并过滤得到铁渣和除铁后液,铁渣委外处理,除铁后液亚铁含量为0.5mg/l,并进入下一工序;
步骤6:将步骤5中得到的除铁后液加入液碱作为沉淀剂把pH调节至6.5,并加入氢氧化铝晶体作为晶种和聚乙二醇助剂,氢氧化铝晶体种加入量为二次铝灰干重的10%,聚乙二醇助剂加入量为二次铝灰干重的5%,反应时间为3h,反应温度为95℃;晶种的加入可以加快沉淀反应速度,改善过滤性能;聚乙二醇助剂的加入能避免氢氧化铝胶体产生过程中产生的团聚现象,得到的氢氧化铝粉体质量更好,应用更广,反应结束后,陈化36h,陈化会改善氢氧化铝的过滤性能,并降低氢氧化铝的含水率,降低后续干燥成本。然后过滤得到含水率为8%的氢氧化铝晶体和三次滤液;三次滤液回用;
步骤7:将氢氧化铝晶体进行干燥,得到的活性氢氧化铝粉质量指标满足《氢氧化铝》(GBT4294—2010)中的AH-1的等级标准。
实施例3
如图1所示,本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,包括以下步骤:
步骤1:在硫酸质量浓度为55%、硫酸亚铁质量浓度为8%的钛白废酸中加入浓度为90%的浓硫酸,钛白废酸的调配终点浓度为55%,搅拌反应时间2h、冷却温度45℃,结晶,固液分离后,得到硫酸亚铁浓度为0.2%的预处理后钛白废酸,硫酸亚铁去除率为97.5%;
步骤2:采用破碎设备对二次铝灰进行破碎筛分,得到破碎后铝灰18目,备用;
步骤3:在反应槽中加入自来水,再把步骤2得到的18目破碎后的铝灰投加到反应槽中进行反应,反应时间为2h,反应温度为90℃,液固比为6:1,目的是洗掉盐类物质以及脱氮,脱氮效率能达94.3%;反应过程中产生的气体通过集中收集进入尾气处理系统,反应结束后过滤,得到一次滤液和一次滤渣,一次滤液回用,一次滤渣进入下一工序;
步骤4:在步骤3得到的一次滤渣中,硫酸质量浓度为55%的钛白废酸用量为二次铝灰干重的200%,加入步骤1预处理后钛白废酸进行反应,反应时间为2h,反应温度为85℃,液固比为6:1,酸浸反应过程中,能把65%的氧化铝溶解到溶液中,反应结束后过滤,得到二次滤液和二次滤渣;二次滤渣中和洗涤后,由于采用的是无氯的钛白废酸硫酸体系,因此二次滤渣可以大量用于建材化生产,不影响建材产品的胶凝特性,二次滤液进入下一工序;
步骤5:将步骤4得到的亚铁离子浓度为12mg/l的二次滤液投加除铁剂铁氰化钾进行除铁,铁氰化钾用量为二次铝灰干重的0.8%,反应时间为2h,反应温度为50℃;并过滤得到铁渣和除铁后液,铁渣委外处理,除铁后液亚铁含量为0.8mg/l,并进入下一工序;
步骤6:将步骤5中得到的除铁后液加入液碱作为沉淀剂把pH调节至5.6,并加入氢氧化铝晶体作为晶种和聚乙二醇助剂,氢氧化铝晶体种加入量为二次铝灰干重的3%,聚乙二醇助剂加入量为二次铝灰干重的2%,反应时间为2h,反应温度为75℃;晶种的加入可以加快沉淀反应速度,改善过滤性能;聚乙二醇助剂的加入能避免氢氧化铝胶体产生过程中产生的团聚现象,得到的氢氧化铝粉体质量更好,应用更广,反应结束后,陈化24h,陈化会改善氢氧化铝的过滤性能,并降低氢氧化铝的含水率,降低后续干燥成本。然后过滤得到含水率为10%的氢氧化铝晶体和三次滤液;三次滤液回用;
步骤7:将氢氧化铝晶体进行干燥,得到的活性氢氧化铝粉质量指标满足《氢氧化铝》(GBT4294—2010)中的AH-1的等级标准。
本发明前的常规例与本发明实施后的对比说明:
(1)在本发明前的常规例的水浸脱氮过程中,采用催化剂进行在常温下催化脱氮,脱氮效果差,脱氮率不足50%;而且引入了硝基和氨基的杂质离子,会形成杂质离子的累积,催化剂的用量大,成本高,而且不能实现二次铝灰的无害化要求;而本发明实施后,采用加热水浸脱氮,其脱氮率达90%以上,不会引起杂质离子,不需要外加剂,处理成本低;
(2)在本发明前的常规例的酸浸过程中,一般采用浓硫酸或浓盐酸进行酸浸反应,药剂消耗量大,成本高,而且采用盐酸作为酸浸剂之后,引入氯离子影响酸浸渣的建材化应用。而本发明实施后;
综上所述,采用本发明一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,与现有铝灰处理工艺成本高、操作复杂,有价资源利用率低、废渣难以处理的技术方法相比,具有如下有益效果(按照年处理1万吨铝灰的产能粗略估算):
(1)药剂消耗对比:按照常规工艺,浓硫酸(98%)单耗为0.6~1.2吨/吨铝灰,浓硫酸价格按400元/吨计,原常规工艺的成本为:0.9×10000×400=360万元/年;采用本发明后,钛白废酸的处理成本为:45万/年,浓硫酸的消耗成本为:185万元/年;成本节约:360-(45+185)=130万元/年;
(2)资源回收经济价值对比:钛白废酸硫酸铝的经济效益:氢氧化铝按1450元/吨计算,钛白废酸年用量2.25万吨,产生200吨氢氧化铝粉,增加收入约:29万元/年;
(3)其他收入对比:钛白废酸处置费收入:处置费收费标准按100元/吨计,年增加处置费收入为100×22500=225万元;
(4)废渣:原常规工艺聚铝渣含有浓度较高的氯离子,采用本发明后,酸浸渣无氯离子,可用于建材化生产,解决酸浸渣的终端消纳问题。
下表为实验结果及对比成本的数据(粗略计算,单位:万元/年):
实验结果 本发明实施前 本发明实施后 增加经济收入
浓硫酸消耗成本 360 230 130
废酸硫酸铝收入 0 29 29
钛白废酸处置费收入 0 225 225
总提高经济效益 384
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)使用破碎设备对二次铝灰进行破碎筛分,得到破碎后,筛分出铝灰粉末备用;
(2)向钛白废酸中加入浓硫酸调配浓度,并进行搅拌、自然冷却、结晶,固液分离出硫酸亚铁晶体后,得到结晶母液,备用;
(3)在反应槽中加入浸取剂,再将步骤(1)中筛分出的铝灰投入到反应槽中进行反应,并通过尾气处理系统处理反应过程中产生的气体,反应结束后过滤得到一次滤液和一次滤渣,其中一次滤液通过蒸发结晶得到结晶盐回收;
(4)将步骤(3)中的得到的一次滤渣加入步骤(2)中得到的结晶母液进行反应,反应结束后过滤,得到二次滤液和二次滤渣;
(5)向步骤(4)中得到的二次滤液投加除铁剂进行除铁,并过滤得到铁渣和除铁后液;
(6)向步骤(5)的除铁后液中加入沉淀剂进行pH调节,并加入晶种和助剂,反应结束后,过滤得到氢氧化铝晶体和三次滤液;
(7)将步骤(6)中的氢氧化钠晶体进行干燥,得到活性氢氧化铝粉,将三次滤液引流回收至步骤(3)和步骤(4)中重复利用。
2.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述步骤1中浓硫酸浓度为80%-98%,搅拌反应时间为0.5h-3h,冷却温度为35℃-65℃,所述结晶母液的浓度为45%-65%。
3.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述浸取剂为清水、循环用水或自来水;反应时间为0.5h-3h,反应温度为60℃-100℃,液固比为3:1-10:1。
4.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述结晶母液用量为二次铝灰干重的80%-300%,反应时间为0.5h-3h,反应温度为45℃-95℃,液固比为3:1-10:1。
5.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,在步骤(5)中,所述除铁剂为铁氰化钾,铁氰化钾用量为二次铝灰干重的0.05%~1.5%,反应时间为1~3h,反应温度为15℃~65℃。
6.根据权利要求1所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,所述在步骤(6)中,所述沉淀剂为氨水、片碱、液碱、纯碱中的一种或几种的混合,所述晶种为氢氧化铝晶体,所述助剂为聚乙二醇。
7.根据权利要求6所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,所述氢氧化铝晶体加入量为二次铝灰干重的0.5%-10%;沉淀终点pH控制在4.5-6.5,反应时间为1-3h,所述聚乙二醇加入量为二次铝灰干重的0.5%-5%。
8.根据权利要求6所述的一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法,其特征在于,在步骤(6)中,所述反应温度为常温,反应时间为12-36h。
CN202011422104.3A 2020-12-08 2020-12-08 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法 Active CN112553470B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011422104.3A CN112553470B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011422104.3A CN112553470B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112553470A true CN112553470A (zh) 2021-03-26
CN112553470B CN112553470B (zh) 2022-08-23

Family

ID=75059681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011422104.3A Active CN112553470B (zh) 2020-12-08 2020-12-08 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112553470B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114273382A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 山东东顺环保科技有限公司 一种二次铝灰无害化处理方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1037399A (en) * 1963-10-28 1966-07-27 Quebec Iron & Titanium Corp Leaching tio-containing slags
CN1654687A (zh) * 2004-02-09 2005-08-17 株式会社理光 用于还原性钢精炼的钢精炼材料及其造粒的方法
CN103172094A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 浙江树人大学 环保利用废铝灰渣和废酸的方法
CN106315521A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白废酸的回收利用方法
CN106629774A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 佛山市吉力达铝材科技有限公司 一种无害化处理铝灰的方法
CN106694514A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 三门峡华森新型材料商贸有限公司 一种铝灰资源化处理方法
CN108149017A (zh) * 2017-12-29 2018-06-12 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种煲模液代替碱蚀液并回收氢氧化铝的系统与工艺
CN109437266A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 焦作大学 一种利用铝灰或富铝废渣提取活性Al(OH)3产品工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1037399A (en) * 1963-10-28 1966-07-27 Quebec Iron & Titanium Corp Leaching tio-containing slags
CN1654687A (zh) * 2004-02-09 2005-08-17 株式会社理光 用于还原性钢精炼的钢精炼材料及其造粒的方法
CN103172094A (zh) * 2013-03-19 2013-06-26 浙江树人大学 环保利用废铝灰渣和废酸的方法
CN106315521A (zh) * 2016-08-18 2017-01-11 四川龙蟒钛业股份有限公司 钛白废酸的回收利用方法
CN106694514A (zh) * 2016-12-05 2017-05-24 三门峡华森新型材料商贸有限公司 一种铝灰资源化处理方法
CN106629774A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 佛山市吉力达铝材科技有限公司 一种无害化处理铝灰的方法
CN108149017A (zh) * 2017-12-29 2018-06-12 佛山市三水雄鹰铝表面技术创新中心有限公司 一种煲模液代替碱蚀液并回收氢氧化铝的系统与工艺
CN109437266A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 焦作大学 一种利用铝灰或富铝废渣提取活性Al(OH)3产品工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114273382A (zh) * 2021-12-27 2022-04-05 山东东顺环保科技有限公司 一种二次铝灰无害化处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112553470B (zh) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111233019A (zh) 一种铝电解槽废旧阴极和铝灰的环保处理方法
CN110436498B (zh) 一种再生铝熔炼末端二次铝灰中回收高纯氧化铝的方法
CN102206755A (zh) 一种从钕铁硼废料中分离回收有价元素的方法
CN101812593A (zh) 利用提钒尾渣和酸性铵盐沉钒废水的方法
CN109336147B (zh) 一种富含氧化铝的工业固废生产氧化铝的方法
CN108928953A (zh) 一种不锈钢酸洗废水资源化的方法
CN113120938B (zh) 一种利用含氟废水制备氟化钙的方法
CN107022681A (zh) 一种铝硅废料中稀土、铝和硅的综合回收方法
CN112553470B (zh) 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的方法
CN113072089B (zh) 一种铝电解大修渣和铝灰联合处理回收冰晶石的方法
CN104711428B (zh) 一种用于酸洗污泥制备回收金属的方法
CN109517996B (zh) 一种助剂强化酸浸法提取硫酸烧渣中铁的工艺
CN112062250A (zh) 一种利用磷石膏还原产物处理有色冶炼废水的方法
CN106746402B (zh) 处理除砷污泥的方法
CN113401928B (zh) 一种利用超声波对粉煤灰和/或煤矸石酸洗除钙的方法
CN115572083A (zh) 一种铝灰资源化利用工艺及水泥熟料
CN113234941B (zh) 一种电解锰阳极泥高值化利用方法
CN215048709U (zh) 一种利用钛白废酸和二次铝灰回收氢氧化铝粉的系统
CN112279284B (zh) 一种高硫铝土矿和拜耳法赤泥综合利用的方法
CN112499815A (zh) 一种不锈钢冷轧污泥回收处理的方法
CN114309025B (zh) 一种铝灰渣资源化利用的方法
CN112390264B (zh) 一种铝灰催化提高煤矸石脱硅率的方法
CN220970348U (zh) 二次铝灰协同废酸废碱资源化连续性处置系统
CN114477292B (zh) 从钨矿物直接制备偏钨酸铵的方法
CN111020201B (zh) 冶炼烟气脱硫石膏提纯除杂的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 242300 intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road, heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province

Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: No. 12, Kexing Road, high tech Zone, Nanning, Guangxi 530000

Patentee before: GUANGXI BOSSCO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240429

Address after: 530000 No. 101, Gao'an Road, high tech Zone, Nanning, Guangxi Zhuang Autonomous Region

Patentee after: Guangxi Boshike Environmental Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Patentee after: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Address before: 242300 intersection of Dongcheng Avenue and Dongcheng Road, heli Park, Ningguo Economic and Technological Development Zone, Ningguo City, Xuancheng City, Anhui Province

Patentee before: Anhui Boshike Environmental Protection Technology Co.,Ltd.

Country or region before: China