CN114506864A - 一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法，包括以下步骤：铝灰渣与碱液反应后，通入二氧化碳，即可生成氢氧化铝。本发明提供了一种新型铝灰渣利用方法，免除了现有技术中对于铝灰渣进行酸浸、碱浸等一系列工序，避免了后续处理过程，节约了成本，且适合于各种组成体系的铝灰渣，使其均能够具有良好的处理效果。

Description

一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法
技术领域
本发明涉及生态环境保护技术领域，具体涉及一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
铝灰渣是铝材加工行业产生的典型固体废物，具有反应性和浸出毒性，被列入危险废物管理名录。铝灰渣目前虽然已经全部被列为危险废物进行管理，但是其无害化再利用在铝行业鲜有课题研究。此外，现有技术中对于铝灰渣的处理也需要通过酸浸、碱浸、洗涤等方式，去除其中的氮化物、氟化物、盐分等杂质后才能够再利用。在此过程中，还需要对处理过后的废水进行处理，工艺繁琐、成本高。
同时，铝灰渣种类繁多、化学成分差异很大，不同组成的铝灰渣需要不同的处理方法。
因此寻找一种能够在铝灰渣免除酸浸、碱浸、洗涤等繁琐工艺要求的前提下还能够适应于各种组成体系铝灰渣的处理方法具有重要意义。
发明内容
为了克服上述问题，本发明设计了一种铝灰渣生产氢氧化铝和轻质碳酸钙的方法，免除了现有技术中对于铝灰渣进行酸浸、碱浸等一系列工序，避免了后续处理过程，节约了成本，能够适应于各种组成的铝灰渣体系，均具有良好的处理效果。
基于上述研究成果，本公开提供以下技术方案：
本公开第一方面，提供一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法，包括以下步骤：
铝灰渣与碱液反应后，通入二氧化碳，即可生成氢氧化铝。
本公开第二方面，提供上述方法制备得到的氢氧化铝。
本发明一个或多个具体实施方式至少取得了以下技术效果：
(1)本发明提供了一种新型铝灰渣利用方法，免除了现有技术中对于铝灰渣进行酸浸、碱浸等一系列工序，避免了后续处理过程，节约了成本，且适合于各种组成体系的铝灰渣，使其均能够具有良好的处理效果。
(2)本发明利用碱液直接与铝灰渣中的铝元素反应，在碱中不溶的镁、钙、铁等金属离子不会进入溶液，得到的偏铝酸钠也比较纯，因此能够保证最终氢氧化铝的纯度；与石灰反应生成碳酸钙和氢氧化钠溶液，过滤出的碳酸钙经处理生产轻质碳酸钙，滤液为氢氧化钠溶液，调整氢氧化钠含量后可以返回溶解铝灰，从而实现了物料的循环利用。
(3)本发明能够对铝灰渣进行资源化综合利用，除了上述氢氧化铝沉淀外，还能够制备得到轻质碳酸钙、三氯化铝净水剂及建筑材料，铝灰渣完全的资源化利用无固体废物排出，同时消耗部分二氧化碳，实现治污、增效、减碳。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有的铝灰渣处理方式需要对其进行酸浸、碱浸等工序才能够得到资源化利用，增加了后续处理成本，且对环境产生不利影响。同时同一种处理方法难以适应不同组成体系的铝灰渣。本公开提出了一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法，能够有效解决上述技术问题。
本公开第一方面，提供一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法，包括以下步骤：
铝灰渣与碱液反应后，通入二氧化碳，即可生成氢氧化铝。
在一种典型实施方式中，所述碱为氢氧化钠或氢氧化镁，优选为氢氧化钠。
在一种典型实施方式中，所述铝灰渣和碱液反应时间为1-5h，反应温度为95-125℃，以去除铝灰中金属铝、氧化铝、氮化铝与氢氧化钠反应生成的可溶性偏铝酸钠。进一步，在反应完成后还需要经历过滤、洗涤工序，优选的，采用水进行洗涤，洗涤次数为3次，
在一种典型实施方式中，反应后的滤液还需要加入除氟剂去除其中的氟离子，优选的，所述除氟剂为生石灰；进一步，所述生石灰量为铝灰渣的3％-6％。
在一种典型实施方式中，铝灰渣与碱反应时，氧化铝与氢氧化钠的摩尔比为1:2-3，金属铝与氢氧化钠摩尔比为1:2-4，所述碱液浓度为5％-10％。
在一种典型实施方式中，通二氧化碳后反应终点的pH为7-12，优选为9.5-10.5。
在一种典型实施方式中，过滤氢氧化铝后的滤液中加入石灰乳，生成碳酸钙沉淀，经过滤、水洗、烘干生产轻质碳酸钙，滤液为氢氧化钠溶液，调整浓度后返回溶解铝灰中的氧化铝。滤液中碳酸钠与石灰乳的氢氧化钙摩尔比为1:1-2；进一步优选的，碳酸钠与氢氧化钙摩尔比为1:1.2。
在一种典型实施方式中，铝灰渣与氢氧化钠反应后的残渣，可直接用作建筑材料，也可与盐酸反应生产部分三氯化铝净水剂。
本公开第二方面，提供利用上述方法制备得到的氢氧化铝。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本公开的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本公开的技术方案。
实施例1：
某企业铝灰氧化铝含量65％，氧化钙含量1.5-2.5％，氧化镁含量0.5-0.8％，氧化铁含量0.3-0.5％，氧化硅含量1-2％，余量为杂质。
取7.5％的氢氧化钠400份，加入铝灰50份，100℃反应4小时，过滤，铝渣用50份水套洗3次，第一次水洗与滤液合并，加入5份生石灰，反应1小时，过滤。
滤液通二氧化碳到pH＝9-10，过滤出氢氧化铝，每次用水100份，套洗3次，过滤出固体烘干，得到氢氧化铝38.8份。
过滤氢氧化铝固体后滤液与一次洗水合并537份，碳酸钠含量9％，加入30g生石灰配成的石灰乳(沉淀去除石灰中的残渣)加热到95-100℃反应1小时，热滤。
滤出固体用100份水套洗3次，滤液和一次洗水合并578份，氢氧化钠含量5％。
水洗后的固体用水打浆，通二氧化碳到pH＝7，过滤，固体烘干得到轻质碳酸钙48份。
铝灰与氢氧化钠反应后的滤渣，用水套洗3次，固体与100份25％的盐酸100℃2小时，过滤，用50份水套洗滤饼，一次洗水与滤液合并，浓缩结晶得到24份三氯化铝净水剂。
实施例2：
某企业铝灰，三氧化铝含量71％，氧化硅含量3.1％，三氧化铁含量1.1％，氧化钙含量3.7％，氟含量4.5％，余量为杂质。
取8％的氢氧化钠750份，加入铝灰100份，100℃加热5小时，过滤，铝渣用120份水套洗3次，第一次水洗与滤液合并，加入15份生石灰，反应1小时，过滤。
滤液通二氧化碳到pH＝9-10，过滤出固体，每次用水200份套洗3次，过滤出固体，烘干得到氢氧化铝92.6份。
过滤氢氧化铝滤液与一次洗水合并1128份，碳酸钠含量7.1％，加入65份生石灰配成的石灰乳(沉淀去除石灰中的残渣)加热到95-100℃反应1小时，热滤。
滤出固体用200份水套洗3次，滤液和一次洗水合并，1088份，氢氧化钠含量5.6％。
水洗后的固体用水打浆，通二氧化碳到pH＝7，过滤、烘干得到轻质碳酸钙91份。
铝灰与氢氧化钠反应后的固体，用水套洗3次后，固体与200份25％的盐酸100℃反应2小时，过滤，滤饼用100份水套洗3次，一次洗水与滤液合并，浓缩结晶得到三氯化铝38份。
实施例3：
某企业铝灰，含铝25.5％，氧化铝含量32％，氧化硅含量5.6％，氧化铁含量2％，氧化钙含量1.8％，氟含量0.35％，余量为杂质。
取10％的氢氧化钠400份，用氮气置换空气数次，加入铝灰50份，加热100℃，生成的氢气去氢气手集系统反应5小时，断开氢气吸收系统，用氮气置换数次，过滤，固体用60份水套洗3次，第一次水洗与滤液合并，加入6份生石灰，反应1小时，过滤。
滤液通二氧化碳到pH＝9-10，过滤出固体物质，每次用水100份套洗3次，固体物质烘干，得到氢氧化铝36份。
过滤氢氧化铝滤液与一次洗水合并512份，碳酸钠含量11％，加入45份生石灰配成的石灰乳(沉淀去除石灰中的残渣)加热到95-100℃反应1小时，过滤。
滤饼用100份水套洗3次，滤液和一次洗水合并，608份，氢氧化钠含量6.8％。
水洗后的固体用水打浆，通二氧化碳到pH＝7，过滤、烘干得到轻质碳酸钙58份。
铝灰渣与氢氧化钠反应后的固体，用水套洗3次后，固体物质与100份25％的盐酸100℃反应2小时，热滤，用50份水套洗3次滤饼，烘干，重81份，一次洗水与滤液合并，浓缩结晶得到三氯化铝23份。
从中可以看出，采用本发明所述铝灰渣生产氢氧化铝的方法，能够处理各种组成的铝灰渣，适应性和灵活性强，且处理过程简单、成本低，具有广泛的应用前景。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种铝灰渣生产氢氧化铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：
铝灰渣与碱液反应后，过滤不溶物后的滤液通入二氧化碳，即生成氢氧化铝。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钠。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铝灰渣和碱液反应时间为1-5h，反应温度为95-125℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在反应完成后还需要经历过滤、洗涤工序，优选的，采用进行洗涤，洗涤次数为3次。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应后的滤液还需要加入除氟剂，优选的，所述除氟剂为生石灰；进一步，所述生石灰量为铝灰渣的3％-6％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，铝灰渣与碱反应时，氧化铝与氢氧化钠的摩尔比为1:2-3，金属铝与氢氧化钠摩尔比为1:2-4，所述碱液浓度为5％-10％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通二氧化碳后反应终点的pH为7-12，优选为9.5-10.5。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，过滤氢氧化铝后的滤液中加入石灰乳，生成碳酸钙沉淀，经过滤、水洗、烘干生产轻质碳酸钙，滤液为氢氧化钠溶液，调整浓度后返回溶解铝灰中的氧化铝。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，滤液中碳酸钠与石灰乳的氢氧化钙摩尔比为1:1-2；进一步优选的，碳酸钙与氢氧化钙摩尔比为1:1.2。
10.权利要求1-9任一项所述方法制备得到的氢氧化铝。
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