CN113247927B - 一种资源化利用电解铝灰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种资源化利用电解铝灰的方法,包括以下步骤:(1)将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度小于2mm的电解铝灰颗粒;(2)将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为(0.02‑0.05):1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量小于等于5%;(3)向矿浆中加入生料煤、石灰、碳碱,得到生料浆;(4)将生料浆喷入回转窑中在1200℃‑1250℃烧结后研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液。本发明能够减少氧化铝生产矿石的消耗、降低生产成本、经济效益明显。

Description

一种资源化利用电解铝灰的方法
技术领域
本发明属于氧化铝生产技术领域,具体涉及一种资源化利用电解铝灰的方法。
背景技术
危险废弃物对环境的危害越来越被人们所关注,电解铝灰作为固体危险废弃物,其处置问题一直备受关注,由于在生产金属铝过程中,需要对氧化铝进行电解,电解过程中需要添加含氟化合物,因此,在电解铝槽及熔炼槽清理过程中产生的铝灰,则成为固体危险废弃物,现有技术一般采用酸溶工艺进行回收处理,成本较高,且铝基产品杂质含量高;如果作为危险废弃物进行填埋,不但造成土地资源浪费,并且其含有的铝未得到资源性回收利用。
发明内容
针对现有技术中的问题,本发明提供一种能够减少氧化铝生产矿石的消耗、降低生产成本、经济效益明显的资源化利用电解铝灰的方法。
本发明采用以下技术方案:
一种资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度小于2mm的电解铝灰颗粒;
(2)将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为(0.02-0.05):1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量小于等于5%;
(3)向矿浆中加入生料煤、石灰、碳碱,得到生料浆;
(4)将生料浆喷入回转窑中在1200℃-1250℃烧结后研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液。
根据上述的资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,步骤(3)生料煤中的固定碳与铝土矿矿石的质量比为(0.03-0.06):1。
根据上述的资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,步骤(3)石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为(1.8-2.2):1。
根据上述的资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,步骤(3)中碳碱以氧化钠计算,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为(0.90-0.95):1。
本发明的有益技术效果:本发明针对电解铝灰,经过破碎、筛分后在烧结法生产氧化铝生产流程中加以回收利用,在保护环境的同时创造经济效益。本发明适合电解铝灰在烧结法氧化铝生产过程中的应用,本发明使危险废弃物得到有效处置,并回收其中有用成分,电解铝灰中铝回收率达到85%以上,应用前景广阔。本发明方法采用了回转窑高温煅烧的方式,在1200℃-1250℃的高温下,使电解铝灰中所含的铝得到回收利用,在不影响产品质量的前提下,生产1吨氧化铝所消耗铝土矿量降低2-5%,其中,铝土矿中的氧化铝含量为58-65%、铝硅比为4.0±0.5,氧化铝生产成本每吨降低20-50元,经济效益明显。
具体实施方式
本发明的一种资源化利用电解铝灰的方法,包括以下步骤:
(1)将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度小于2mm的电解铝灰颗粒。
(2)将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为(0.02-0.05):1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量小于等于5%。
(3)向矿浆中加入生料煤、石灰、碳碱,得到生料浆;生料煤中固定碳含量为63-68%,生料煤按照生料煤中固定碳与铝土矿矿石的质量比为(0.03-0.06):1加入。石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为(1.8-2.2):1。碳碱以氧化钠计算时,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为(0.90-0.95):1。
(4)将生料浆喷入回转窑中在1200℃-1250℃烧结后研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液,溶出液在波长350nm处吸光度为0.50以下,经过脱硅后制取合格烧结法精液,进入种分分解系统生产合格氢氧化铝,产生的溶出赤泥经过分离洗涤后外排。
本发明方法利用氧化铝工艺流程处置电解铝灰,在烧结法生产氧化铝工艺流程中添加电解铝灰,使电解铝灰中所含的铝与碱发生反应生产铝酸钠进入熟料,从而通过高温烧结回收所含铝元素。本发明使电解铝灰中含有的铝元素重新进入熟料中,经过溶出、沉降分离、脱硅,制取的精液在350nm波长处吸光度在0.5以下,经过分解生产出氢氧化铝,而电解铝灰中少量氟化物在碱性环境下烧结,再随赤泥进入外排系统,少量氮化物在1200-1250℃温度下分解后随烟气外排。本发明采用将电解铝灰破碎后进入烧结法系统生产氢氧化铝,同时高温分解、稀释其中所含有害物质,实现无害资源化处理的目的。
实施例1
将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度为1.6mm的电解铝灰颗粒。
将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为0.02:1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量为4%。
向矿浆中加入生料煤、石灰、流程碳碱,得到生料浆;其中,生料煤按照生料煤中固定碳与铝土矿矿石的质量比为0.03:1加入;石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为1.8:1;碳碱以氧化钠计算,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为0.90:1。
将生料浆充分混合后喷入回转窑中在1230℃烧结,产生的熟料进入溶出、赤泥分离洗涤系统,研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液,溶出液在波长350nm处吸光度为0.42,电解铝灰中铝回收率达到85.5%,溶出液经过脱硅后制取烧结法精液,进入分解系统生产氢氧化铝,产生的溶出赤泥经过分离洗涤后外排。
实施例2
将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度为1.8mm的电解铝灰颗粒。
将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为0.05:1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量为4.2%。
向矿浆中加入生料煤、石灰、流程碳碱,得到生料浆;其中,生料煤按照生料煤中固定碳与铝土矿矿石的质量比为0.06:1加入;石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为2.2:1;碳碱以氧化钠计算,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为0.92:1。
将生料浆充分混合后喷入回转窑中在1235℃烧结,产生的熟料进入溶出、赤泥分离洗涤系统,研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液,溶出液在波长350nm处吸光度为0.42,电解铝灰中铝回收率达到88%,溶出液经过脱硅后制取烧结法精液,进入分解系统生产氢氧化铝,产生的溶出赤泥经过分离洗涤后外排。
实施例3
将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度为1.5mm的电解铝灰颗粒。
将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为0.03:1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量为3.5%。
向矿浆中加入生料煤、石灰、流程碳碱,得到生料浆;其中,生料煤按照生料煤中固定碳与铝土矿矿石的质量比为0.04:1加入;石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为2.0:1;碳碱以氧化钠计算,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为0.95:1。
将生料浆充分混合后喷入回转窑中在1235℃烧结,产生的熟料进入溶出、赤泥分离洗涤系统,研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液,溶出液在波长350nm处吸光度为0.43,电解铝灰中铝回收率达到86%,溶出液经过脱硅后制取烧结法精液,进入分解系统生产氢氧化铝,产生的溶出赤泥经过分离洗涤后外排。

Claims (3)

1.一种资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将电解铝灰破碎、筛分,得到平均粒度小于2mm的电解铝灰颗粒;
(2)将电解铝灰颗粒与铝土矿矿石按照质量比为(0.02-0.05):1混合,得到混合物,向混合物中添加石灰和氧化铝生产过程中的循环母液进行研磨得到矿浆,矿浆中+100目的物料的质量百分含量小于等于5%;
(3)向矿浆中加入生料煤、石灰、碳碱,得到生料浆;生料煤中的固定碳与铝土矿矿石的质量比为(0.03-0.06):1;
(4)将生料浆喷入回转窑中在1200℃-1250℃烧结后研磨、溶出,得到以铝酸钠为主要成分的溶出液。
2.根据权利要求1所述的资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,步骤(3)石灰中CaO与电解铝灰中SiO2含量及铝土矿矿石中SiO2含量之和的摩尔比为(1.8-2.2):1。
3.根据权利要求1所述的资源化利用电解铝灰的方法,其特征在于,步骤(3)中碳碱以氧化钠计算,氧化钠与电解铝灰中氧化铝含量及铝土矿矿石中氧化铝含量之和的摩尔比为(0.90-0.95):1。
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