CN113088714A - 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 - Google Patents
一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113088714A CN113088714A CN202110394059.3A CN202110394059A CN113088714A CN 113088714 A CN113088714 A CN 113088714A CN 202110394059 A CN202110394059 A CN 202110394059A CN 113088714 A CN113088714 A CN 113088714A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- roasting
- aluminum ash
- aluminum
- secondary aluminum
- tail gas
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 84
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 238000006115 defluorination reaction Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 9
- -1 fluorine ions Chemical class 0.000 claims description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 5
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 5
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 5
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 3
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical group [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 8
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 abstract description 4
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 abstract description 4
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 abstract description 4
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 abstract description 2
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 17
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 7
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 3
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 3
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminum fluoride Inorganic materials F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910007156 Si(OH)4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000009615 deamination Effects 0.000 description 2
- 238000006481 deamination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Chemical class 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 1
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004883 Na2SiF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020834 NaAlF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004014 SiF4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020489 SiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001698 pyrogenic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N silicon tetrafluoride Chemical compound F[Si](F)(F)F ABTOQLMXBSRXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working 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
- C22B7/04—Working-up slag
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B1/00—Preliminary treatment of ores or scrap
- C22B1/02—Roasting processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0007—Preliminary treatment of ores or scrap or any other metal source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0038—Obtaining aluminium by other processes
- C22B21/0069—Obtaining aluminium by other processes from scrap, skimmings or any secondary source aluminium, e.g. recovery of alloy constituents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working 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
- C22B7/001—Dry processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/30—Alkali metal compounds
- B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
- B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/60—Inorganic bases or salts
- B01D2251/604—Hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/025—Other waste gases from metallurgy plants
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
本发明提供了一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法，通过配料、混磨、焙烧、尾气吸收处理等手段，实现了二次铝灰中氮化铝、氟化物毒性组分的无害化解毒处理，所得高铝渣初产品可作为氧化铝生产、耐火材料制备等行业的优质原料；含氟尾气经吸收处、稳定固化后得到无害的氟渣，同时实现吸收液的循环使用。本发明为铝行业产生的铝灰危废的无害化处理和高值化利用开辟了一条新的处理途径。
Description
技术领域
本发明涉及铝灰回收利用技术领域，具体涉及一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法。
背景技术
铝灰是氧化铝电解及原铝或再生铝熔炼过程中产生的固体废弃物。据文献报道，每生产1t原铝将产生30~50kg的铝灰。2019年我国原铝、铝材和再生铝产量分别达到3593万吨、3450万吨和700万吨。以此估算，我国每年的毒性铝灰产生量高达200余万吨。铝灰中主要成分为金属铝、氧化铝及部分金属氧化物、电解质盐等，二次铝灰是指经过金属铝提取后剩余的残渣，主要由金属氧化物和电解质盐组成。二次铝灰由于经过提铝处理，其粒度一般较小，又因为其中含有较高的氯盐、氮化铝、氟化物等毒害等特点，使得二次铝灰对环境的污染危害较大。
CN112077124A公开了一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法，步骤为：铝灰渣磨筛初次加工、二次铝水浸脱氨、二次铝离心脱水、氧化焙烧和二次铝杂质进一步处理。CN112093814A公开了一种利用铝灰无渣化制备氧化铝的方法，主要步骤为：按比例将氯气通入铝灰，控制反应温度与时间，完成一次除氮后，通入水蒸汽，脱除剩余的氮以及氟和氯，获得除杂铝灰和吸附蒸汽，吸附蒸汽冷凝形成吸附溶液；向吸附溶液中加入相应量石灰，反应获得脱氟溶液后，加入SO2，中和反应获得硫酸铵溶液，浓缩得到硫酸铵产品；对除杂铝灰进行碱溶处理，获得液相与渣相；另取拜耳法溶液，与碱溶液相合流后，经晶种分解与焙烧后得到氧化铝产品。
现有技术对铝灰进行无害化处理主要采用湿法水洗工艺进行脱氨脱氟，该类方法存在氮化铝水解不彻底、微难溶氟化物不易洗脱、工艺流程长、效率低、工艺废水不易处理等缺点。
CN110548753A公开了一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法，该发明将二次铝灰加入脱氟剂以及重金属脱除剂后进行粉磨均化，随后进行高温焙烧，焙烧后得到的熟料为高铝无机材料；然后通过除尘装置捕集焙烧过程中产生的粉尘，除尘之后过滤出来的烟气经湿法吸收脱氟、臭氧脱硝后达标排放；捕集的粉尘使用水溶解后，进行蒸发结晶处理得到结晶盐。该发明采用高温焙烧的方式处理二次铝灰，工艺简单，但是处理工程中需要添加铝灰质量5%-80%的脱氟剂和3%-20%的重金属脱除剂，且焙烧过程产生的尾气还需进行脱氟、脱硝处理，尾气处理过程产生的废液处理问题也为进行说明。
发明内容
本发明提出了一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法，通过氧化焙烧，实现了铝灰中氮化铝组分的完全氧化分解，同时在高温条件下，借助添加剂中的硅元素，使得铝灰中存在的冰晶石、氟化铝、氟化钠等氟化物组分发生化学反应，生成气态的SiF4而挥发脱除。
实现本发明的技术方案是：
一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法，将二次铝灰与硅添加剂配料、混磨、氧化焙烧处理。
具体步骤如下：
（1）配料：二次铝灰为原料，将二次铝灰和硅添加剂进行配料；
（2）混磨：将混合物料加入球磨机内，进行充分磨细；
（3）氧化焙烧：将混磨后的粉料加入高温炉内，在氧化性气氛内进行高温氧化焙烧，焙烧反应后的固体为高铝渣初产品；所得高铝渣可作为氧化铝生产、耐火材料制备等行业的优质原料；
（4）尾气吸收：将焙烧过程产生的尾气通入装有吸收剂的反应釜内，进行尾气吸收处理；
（5）吸收液再生：在经过吸收反应后的吸收液内加入稳定剂，经充分反应后进行过滤分离，分离后的固体即为氟渣产品，滤液可作为吸收液循环使用。
所述步骤（1）中硅添加剂为二氧化硅、石英砂或微硅粉，二次铝灰和硅添加剂的质量比为100：（0-5）。
所述步骤（2）中球磨后物料粒度为100～350目以下。
所述步骤（3）中焙烧温度为900℃～1200℃，焙烧过程通入空气或氧气，保持焙烧时间0.5～3h。
所述步骤（3）中焙烧产生的尾气利用吸收剂进行尾气吸收处理。
所述吸收剂为水、氢氧化钠溶液或氢氧化钙乳液。
本发明中所利用的主要化学反应包括：
一、焙烧过程：
（1）金属铝、氮化铝氧化反应
4Al + 3O2 = 2Al2O3 ①
4AlN + 3O2 = 2Al2O3 + 2N2 ②
（2）氟化物（冰晶石、氟化钠、氟化铝）与二氧化硅复分解反应：
Na3AlF6 = 2NaF + NaAlF4 ③
3NaAlF4 = Na3AlF6 + 2AlF3 ④
6NaF + 3SiO2 = Na2SiF6 + 2Na2SiO3 ⑤
4AlF3 + 3SiO2 = 3SiF4↑+ 2Al2O3 ⑥
3SiO2 + 4Na3AlF6 = 3SiF4↑+ 12NaF + 2Al2O3 ⑦
（3）尾气吸收、稳定化过程：
SiF4 + 4H2O(g) = Si(OH)4 + 4HF ⑧
Si(OH)4 = SiO2 + 2H2O ⑨
2HF + Ca(OH)2 = CaF2↓+ 2H2O ⑩
本发明的有益效果是：发明采用氧化焙烧技术使氮化铝发生氧化分解，生成无毒无害的氮气；同时将二次铝灰中残余的金属铝成分进行充分氧化，减少了金属铝在储存过程因与酸碱液反应释放氢气而带来的安全隐患；铝灰中氟化物在高温反应中生成SiF4而挥发，挥发气体经碱液吸收处理后变成稳定的CaF2产物，吸收液循环再用，在此过程中金属铝完成氧化，减少了储存过程中的安全隐患。本发明完成了铝灰中毒害组分的完全解毒，添加剂廉价易得且添加量小，工艺流程简单，处置效果显著，处理过程产生的气液成分均得到有效处置和回收利用，具有显著的经济效益和环境效益。
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为本发明二次铝灰XRD物相组成分析。
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。
本发明选取自巩义某地的二次铝灰为原料，对其进行化学组成分析可知，其中主要物相为氧化铝，还含有10%左右的单质铝，毒害组分主要为氮化铝、冰晶石等组分，具体检测结果如下：
（1）二次铝灰化学成分组成分析
二次铝灰XRD物相组成分析见图1。
实施例1
称取100g上述二次铝灰样品和3g微硅粉原料，混合料一并加入球磨机中进行充分磨细，经10min球磨后，出料粒度d90≤100目。将充分混合磨细的粉体加入高温炉内，炉内持续通入空气，保持炉内为氧化性气氛，将炉温升至900℃后保温焙烧2.5h。焙烧完成后对炉料进行浸出成分分析和毒性分析，检测铝灰脱氟脱氮效果。焙烧过程产生的尾气经集气管引入吸收釜内，吸收釜配有搅拌装置，釜内装有固含量为10%的石灰乳液，监测釜内浆液pH值，当浆液pH<10时对浆液进行过滤分离，分离后的滤液与生石灰复配后重新用于尾气吸收。对焙烧完成后对炉料进行浸出成分分析，分析结果如下表所示：
经分析，焙烧后的铝灰中金属铝和氮化物含量为零，焙烧后的铝灰样品用水打湿后，密封放置72h无氨气释放，说明氧化焙烧效果非常彻底。焙烧后样品中还含有少量氟化物，通过与原料对比可知，该部分氟化物应该氟化钙，由于氟化钙较为稳定，高温焙烧过程中不易脱除，仍旧留存于铝灰样品中。对样品进行浸出毒性检测，氟离子浸出浓度为57.26mg/L，浓度低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》标准中氟离子100mg/L的浓度限值，达到了铝灰无害化处理的技术目标。
实施例2
称取100g二次铝灰样品和1.8g二氧化硅原料，混合后一并加入球磨机中进行充分磨细，经30min球磨后，出料粒度d90≤200目。将充分混合磨细的粉体加入高温炉内，炉内持续通入空气，保持炉内为氧化性气氛，将炉温升至1000℃后保温焙烧1.5h。焙烧过程产生的尾气经集气管引入吸收釜内，釜内加入纯水作为吸收液，吸收完成后再向釜内加入氧化钙作为稳定剂，在50℃温度条件反应1h，反应结束会后过滤分离，滤液返回釜内进行下次吸收。对焙烧完成后对炉料进行浸出成分分析，分析结果如下表所示：
经分析，焙烧后的铝灰中金属铝和氮化物含量为零，氟离子浸出浓度为13.22mg/L，浓度低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》标准中氟离子100mg/L的浓度限值，达到了铝灰无害化处理的技术目标。
实施例3
称取100g二次铝灰样品加入球磨机中进行充分磨细，经30min球磨后，控制出料粒度d90≤200目。将充分混合磨细的粉体加入高温炉内，炉内持续通入空气，保持炉内为氧化性气氛，将炉温升至1100℃后保温焙烧1.5h。焙烧完成后对炉料进行浸出成分分析和毒性分析，检测铝灰脱氟脱氮效果。焙烧过程产生的尾气经集气管引入吸收釜内，釜内装加入固含量为10%的石灰乳液，监测釜内浆液pH值，当浆液pH<10时对浆液进行过滤分离，分离后的滤液与生石灰复配后重新用于尾气吸收。对焙烧完成后对炉料进行浸出成分分析，分析结果如下表所示：
经分析，焙烧后铝灰中的金属铝和氮化物含量为零，对样品进行浸出毒性检测，氟离子浸出浓度为48.19mg/L，浓度低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》标准中氟离子100mg/L的浓度限值，达到了铝灰无害化处理的技术目标。
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 (10)
1.一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法，其特征在于：将二次铝灰与硅添加剂配料、混磨、氧化焙烧处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）配料：二次铝灰为原料，将二次铝灰和硅添加剂进行配料；
（2）混磨：将混合物料加入球磨机内，进行充分磨细；
（3）氧化焙烧：将混磨后的粉料加入高温炉内，在氧化性气氛内进行高温氧化焙烧，焙烧反应后的固体为高铝渣初产品。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中硅添加剂为二氧化硅、石英砂或微硅粉，二次铝灰和硅添加剂的质量比为100：（0-5）。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中球磨后物料粒度为100～350目。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中焙烧温度为900℃～1200℃，焙烧过程通入空气或氧气，保持焙烧时间0.5～3h。
6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中焙烧产生的尾气利用吸收剂进行尾气吸收处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述吸收剂为水、氢氧化钠溶液或氢氧化钙乳液。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：向经过吸收尾气后的吸收液中加入稳定剂，反应后过滤得到氟渣产品，滤液作为吸收液循环使用。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述稳定剂为氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述稳定剂的用量按照吸收液中氟离子浓度的1-2倍添加。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110394059.3A CN113088714A (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110394059.3A CN113088714A (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113088714A true CN113088714A (zh) | 2021-07-09 |
Family
ID=76676602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110394059.3A Pending CN113088714A (zh) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113088714A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111925204A (zh) * | 2020-08-22 | 2020-11-13 | 郑州经纬科技实业有限公司 | 镁铝尖晶石耐火材料的制备方法 |
| CN111943652A (zh) * | 2020-08-22 | 2020-11-17 | 郑州经纬科技实业有限公司 | 铝镁轻质耐火材料的制备方法 |
| CN113930620A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-01-14 | 矿冶科技集团有限公司 | 从黄杂铜熔铸烟灰中回收铜锌的方法及应用 |
| CN114054476A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-18 | 上海大学 | 一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法 |
| CN114477405A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 湖南烯富环保科技有限公司 | 一种电解铝灰固废处理并联产耐酸固氟材料的方法和应用 |
| CN115124357A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-09-30 | 郑州大学 | 一种利用铝灰熟料制备干式防渗料的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11189410A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Taiheiyo Cement Corp | アーウィンの製造方法 |
| CN109365473A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-02-22 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种混联法实现二次铝灰脱氟及资源化的方法 |
| CN110548753A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-10 | 河南远润循环发展科技有限公司 | 一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法 |
| CN111170750A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-19 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 通过将二次铝灰无害化处理以制造耐火材料的方法 |
| CN112430124A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-02 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种利用铝灰制备轻质多孔烧结材料的方法 |
-
2021
- 2021-04-13 CN CN202110394059.3A patent/CN113088714A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11189410A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Taiheiyo Cement Corp | アーウィンの製造方法 |
| CN109365473A (zh) * | 2018-10-17 | 2019-02-22 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种混联法实现二次铝灰脱氟及资源化的方法 |
| CN110548753A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-10 | 河南远润循环发展科技有限公司 | 一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法 |
| CN111170750A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-05-19 | 北京矿冶科技集团有限公司 | 通过将二次铝灰无害化处理以制造耐火材料的方法 |
| CN112430124A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-03-02 | 郑州中科新兴产业技术研究院 | 一种利用铝灰制备轻质多孔烧结材料的方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111925204A (zh) * | 2020-08-22 | 2020-11-13 | 郑州经纬科技实业有限公司 | 镁铝尖晶石耐火材料的制备方法 |
| CN111943652A (zh) * | 2020-08-22 | 2020-11-17 | 郑州经纬科技实业有限公司 | 铝镁轻质耐火材料的制备方法 |
| CN114054476A (zh) * | 2021-10-18 | 2022-02-18 | 上海大学 | 一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法 |
| CN113930620A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-01-14 | 矿冶科技集团有限公司 | 从黄杂铜熔铸烟灰中回收铜锌的方法及应用 |
| CN114477405A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-13 | 湖南烯富环保科技有限公司 | 一种电解铝灰固废处理并联产耐酸固氟材料的方法和应用 |
| CN115124357A (zh) * | 2022-05-12 | 2022-09-30 | 郑州大学 | 一种利用铝灰熟料制备干式防渗料的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113088714A (zh) | 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法 | |
| CN109179464B (zh) | 一种二次铝灰高效清洁资源化利用的方法 | |
| CN111233003B (zh) | 一种完全实现高氟二次铝灰资源化利用的酸碱联合工艺 | |
| CN110548753B (zh) | 一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法 | |
| CN113149034B (zh) | 一种干法三元焙烧处理二次铝灰的方法 | |
| CN110304646B (zh) | 一种从铝灰中高效分离氟、氯、氮成分联产氧化铝精矿的方法 | |
| CN109108049B (zh) | 一种铝电解危废渣中含钠、含氟化合物的转化方法与系统 | |
| CN109534466B (zh) | 一种由铝灰制备含聚合氯化铝的净水剂的方法 | |
| CN112897562B (zh) | 从氟化钙污泥中提纯氟化钙的方法 | |
| CN103241758A (zh) | 用含氟废水产生的底泥生产氟化钙的方法 | |
| CA1308232C (en) | Method for the continuous chemical reduction and removal of mineral matter contained in carbon structures | |
| CN112077124A (zh) | 一种二次铝灰无害化综合利用的处理方法及其制备方法 | |
| CN112551566A (zh) | 电解铝碳渣脱碳脱钠制备氟化铝和氧化铝的方法 | |
| CN107344725A (zh) | 硫酸直浸法提取锂矿石中锂元素的制备工艺 | |
| CN104692436B (zh) | 一种由粉煤灰制备冰晶石的方法 | |
| CN115156253A (zh) | 一种铝电解大修渣资源化处理方法 | |
| CN109127657B (zh) | 一种铝电解大修渣中含钠、含氟化合物的机械化学转化与回收方法 | |
| CN107364880B (zh) | 一种从电解铝废槽衬中回收氟的方法及系统 | |
| CN211284484U (zh) | 一种用于回收含氟废料中氟的综合处理装置 | |
| RU2502568C2 (ru) | Способ комплексной переработки золы от сжигания углей | |
| CN112830508A (zh) | 一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法 | |
| CN216191117U (zh) | 一种回收铝基危废中氧化铝的反应系统 | |
| CN207933046U (zh) | 一种氟化钙污泥的综合处理装置 | |
| CN111392754B (zh) | 由含氟固废物中提纯氯化钙的方法与设备 | |
| CN108906857B (zh) | 一种铝电解槽废耐火材料中含钠、含氟化合物的机械化学转化与回收方法 |
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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210709 |