CN114737061A - 一种铝灰回收处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铝灰回收技术领域，公开了一种铝灰回收处理工艺，包括：将预处理后的铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；在惰性气体保护下对所述铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；将所述铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且所述强化反应槽内设有剪切分散器；氧化处理所述铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣；综上，本发明在惰性气体的保护下实现铝灰的湿法处理，由此有效保证整体处理过程的安全性；另外，在处理时首先采用机械球磨式脱氨、然后辅助进行剪切分散式强化，由此有效保证氮化铝的充分水解。
Description
技术领域
本发明属于铝灰回收技术领域，具体涉及一种铝灰回收处理工艺。
背景技术
铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的废弃物，含有铝及多种有价元素，是一种可再生资源。具体，铝灰主要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成。
目前，铝灰的处理工艺有火法、湿法等。铝灰无害化的处理关键是使其安定，不再具有反应性，火法即可使氮化铝氧化分解，但在处理过程中存在易燃易爆的危险，而湿法工艺主要是利用水或碱性催化剂使氮化铝分解为氨气，但是氮化铝在水解反应过程中，又由于水解产生的包裹物会阻止水的渗透，因此难以实现氮化铝的充分分解。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种铝灰回收处理工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝灰回收处理工艺，包括：
将预处理后的铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；
在惰性气体保护下对所述铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；
过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；
氧化处理所述铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣。
优选的，所述预处理包括：球磨铝灰原料，筛分获得金属铝片和预处理后的铝灰。
优选的，在所述预处理中，至少交替执行一次球磨和筛分。
优选的，所述固氟剂为可溶或微溶的钙基化合物。进一步的，所述固氟剂至少包括氢氧化钙、氧化钙、氯化钙、碳酸钙、碳酸氢钙中的一种。
优选的，所述碱性催化剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠中的一种或多种。
优选的，在获得铝酸钠滤液之后，还包括：将所述铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且所述强化反应槽内设有剪切分散器。
优选的，在得到包含氢氧化铝的滤渣之后，还包括：多次洗涤所述滤渣，并利用烘干机烘干。
优选的，在多次洗涤所述滤渣之后，还包括：将洗涤液送入MVR蒸发器，经过蒸发提浓、冷冻结晶后获得至少包括NaCl的混合盐。
优选的，将所述氢气送入燃烧罐燃烧处理中，且所述燃烧罐与所述烘干机热换。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明在惰性气体的保护下实现铝灰的湿法处理，由此有效保证整体处理过程的安全性；另外，在处理时首先采用机械球磨式脱氨、然后辅助进行剪切分散式强化，由此有效提高氮化铝水解效率、并保证氮化铝充分水解。
对于处理过程中产生的可燃氢气以及处理后残余的滤渣，其中滤渣包含氢氧化铝可洗涤烘干后回收利用，而可燃氢气则可通过燃烧作为滤渣烘干的热源，从而有效降低整体工艺过程的处理成本。
具体实施方式
下面对本发明实施例中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做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。
实施例1
一种铝灰回收处理工艺，包括：
S1.球磨铝灰原料，筛分获得金属铝片和二级铝灰；
S2.将预处理后的二级铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；其中：固氟剂为氧化钙，碱性催化剂为氢氧化钠；
S3.在惰性气体保护下对铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；
具体的，二级铝灰中的主要成分为氮化铝(AlN)，由此在本步骤的球磨脱氨中产生如下反应：
AlN+3H2O＝Al(OH)3+NH3↑
CaO+H2O+2NaF＝NaOH+CaF2↓
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
其中：关于惰性气体可采用CO2、N2、He等；关于氨气，溶于水中进行回收，并制成18％的浓氨水(可直接出售)；
S4.过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；
S5.将铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且强化反应槽内设有剪切分散器；由此保证前述未反应完的铝灰能继续反应，具体表现为固氟剂与氟离子反应继续反应生成稳定的氟化物；
S6.氧化处理铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣；
具体的，通过氧化处理使得铝酸钠滤液中的硫杂质被氧化成硫酸根离子，从而降低滤渣中的杂质含量；通入过量二氧化碳则保证铝酸根离子能完全反应生成氢氧化铝沉淀；
S7.多次洗涤滤渣，并利用烘干机烘干；同时，将洗涤液送入MVR蒸发器，经过蒸发提浓、冷冻结晶后获得包括NaCl和NaF的混合盐；
具体的，将上述步骤S3中收集的氢气送入燃烧罐燃烧处理中，且燃烧罐与烘干机热换，以此通过氢气燃烧作为滤渣烘干的热源，从而有效降低整体工艺过程的处理成本。
实施例2
一种铝灰回收处理工艺，包括：
S1.球磨铝灰原料，筛分获得金属铝片和二级铝灰；
S2.再次球磨铝灰原料，再次筛分获得金属铝片和三级铝灰；
S3.将预处理后的二级铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；其中：固氟剂为氧化钙，碱性催化剂为氢氧化钠；
S4.在惰性气体保护下对铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；
具体的，二级铝灰中的主要成分为氮化铝(AlN)，由此在本步骤的球磨脱氨中产生如下反应：
AlN+3H2O＝Al(OH)3+NH3↑
CaO+H2O+2NaF＝NaOH+CaF2↓
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
其中：关于惰性气体可采用CO2、N2、He等；关于氨气，溶于水中进行回收，并制成18％的浓氨水(可直接出售)；
S5.过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；
S6.将铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且强化反应槽内设有剪切分散器；由此保证前述未反应完的铝灰能继续反应，具体表现为固氟剂与氟离子反应继续反应生成稳定的氟化物；
S7.氧化处理铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣；
具体的，通过氧化处理使得铝酸钠滤液中的硫杂质被氧化成硫酸根离子，从而降低滤渣中的杂质含量；通入过量二氧化碳则保证铝酸根离子能完全反应生成氢氧化铝沉淀；
S8.多次洗涤滤渣，并利用烘干机烘干；同时，将洗涤液送入MVR蒸发器，经过蒸发提浓、冷冻结晶后获得包括NaCl和NaF的混合盐；
具体的，将上述步骤S4中收集的氢气送入燃烧罐燃烧处理中，且燃烧罐与烘干机热换，以此通过氢气燃烧作为滤渣烘干的热源，从而有效降低整体工艺过程的处理成本。
实施例3
一种铝灰回收处理工艺，包括：
S1.球磨铝灰原料，筛分获得金属铝片和二级铝灰；
S2.将预处理后的二级铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；其中：固氟剂为氯化钙，碱性催化剂为氢氧化钠和氢氧化钙；
S3.在惰性气体保护下对铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；
具体的，二级铝灰中的主要成分为氮化铝(AlN)，由此在本步骤的球磨脱氨中产生如下反应：
AlN+3H2O＝Al(OH)3+NH3↑
Ca(Cl)2+2NaF＝2NaCl+CaF2↓
2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑
Al+2H2O+Ca(OH)2＝Ca(AlO2)2+3H2↑
其中：关于惰性气体可采用CO2、N2、He等；关于氨气，溶于水中进行回收，并制成18％的浓氨水(可直接出售)；
S4.过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；
S5.将铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且强化反应槽内设有剪切分散器；由此保证前述未反应完的铝灰能继续反应，具体表现为固氟剂与氟离子反应继续反应生成稳定的氟化物；
S6.氧化处理铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣；
具体的，通过氧化处理使得铝酸钠滤液中的硫杂质被氧化成硫酸根离子，从而降低滤渣中的杂质含量；通入过量二氧化碳则保证铝酸根离子能完全反应生成氢氧化铝沉淀；
S7.多次洗涤滤渣，并利用烘干机烘干；同时，将洗涤液送入MVR蒸发器，经过蒸发提浓、冷冻结晶后获得包括NaCl和NaF的混合盐；
具体的，将上述步骤S3中收集的氢气送入燃烧罐燃烧处理中，且燃烧罐与烘干机热换，以此通过氢气燃烧作为滤渣烘干的热源，从而有效降低整体工艺过程的处理成本。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种铝灰回收处理工艺，其特征在于，包括：
将预处理后的铝灰、水、固氟剂和碱性催化剂混合，获得铝灰浆料；
在惰性气体保护下对所述铝灰浆料进行球磨脱氨，收集逃逸氨气与氢气；
过滤脱氨后的铝灰浆料，获得铝酸钠滤液；
氧化处理所述铝酸钠滤液，然后向处理后的铝酸钠滤液中通入过量二氧化碳，过滤并得到包含氢氧化铝的滤渣。
2.根据权利要求1所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于，所述预处理包括：
球磨铝灰原料，筛分获得金属铝片和预处理后的铝灰。
3.根据权利要求2所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于：在所述预处理中，至少交替执行一次球磨和筛分。
4.根据权利要求1所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于：所述固氟剂为可溶或微溶的钙基化合物。
5.根据权利要求2所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于：所述固氟剂至少包括氢氧化钙、氧化钙、氯化钙、碳酸钙、碳酸氢钙中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于：所述碱性催化剂为碳酸钠、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于，在获得铝酸钠滤液之后，还包括：
将所述铝酸钠滤液置于强化反应槽内强化处理，且所述强化反应槽内设有剪切分散器。
8.根据权利要求1所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于，在得到包含氢氧化铝的滤渣之后，还包括：
多次洗涤所述滤渣，并利用烘干机烘干。
9.根据权利要求8所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于，在多次洗涤所述滤渣之后，还包括：
将洗涤液送入MVR蒸发器，经过蒸发提浓、冷冻结晶后获得至少包括NaCl和NaF的混合盐。
10.根据权利要求9所述的一种铝灰回收处理工艺，其特征在于：将所述氢气送入燃烧罐燃烧处理中，且所述燃烧罐与所述烘干机热换。
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