CN115433837B - 一种铝灰综合利用的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝灰综合利用的方法。该方法首先将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀，然后加入水和催化剂，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；将脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣。本发明采用催化分解的方案，将铝灰中的氨提前释放，避免铝灰处理后堆放造成大气环境污染，采用稻壳灰与铝灰共提取的方案，稻壳灰特有的孔洞结构，利于催化分解脱氨生成，并且促进释放铝离子，促进铝酸钠的生成，提高铝的回收率。

Description

一种铝灰综合利用的方法
技术领域
本发明属于铝工业废弃物处理技术领域，具体涉及一种铝灰综合利用的方法。
背景技术
在铝冶炼、成型过程中会产生多种副产品。作为铝工业主要的副产品，铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1-12％。以往，人们把铝灰看做废渣而堆弃，此举不仅造成铝资源浪费还会带来环境问题。因此，寻找经济有效的方法加以利用和治理铝灰，不仅将提高铝行业的经济效益，在实现资源的有效循环利用的同时，还将对实现经济、社会的可持续发展产生重要的影响。
现有的铝灰处理方法，主要是采用破碎后回收金属铝的方法，过程中产生大量的烟尘，提取金属铝后的废弃残渣堆放产生的污染，废弃残渣见水会缓慢释放氨气，造成大气的污染，铝灰中的非金属铝(氧化铝、绿化铝等)无法得到有效的利用，铝的回收利用率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铝灰综合利用的方法。
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；
(3)加入水和催化剂，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为500-1000℃，烧结处理时间为1-5h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣。
步骤(1)所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭。
步骤(2)所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为(1-5)：1。
步骤(3)所述水的加入量为筛下灰的0.5-1.5倍。
步骤(3)所述催化剂的加入量为筛下灰的0.05-0.5倍。
步骤(3)所述催化剂为氨基酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、铝酸钠中的一种或几种的混合。
所述催化分解脱氨反应的温度为10-70℃，反应时间为1-3h。
步骤(5)所述溶出时水的用量为物料重量的3-15倍，溶出温度为20-80℃。
本发明的有益效果：本发明采用催化分解的方案，将铝灰中的氨提前释放，避免铝灰处理后堆放造成大气环境污染，采用稻壳灰与铝灰共提取的方案，稻壳灰特有的孔洞结构，利于催化分解脱氨生成，并且促进释放铝离子，促进铝酸钠的生成，提高铝的回收率。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
实施例1
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为3：1；
(3)加入水和碳酸钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的1倍；所述碳酸钠的加入量为筛下灰的0.2倍；所述催化分解脱氨反应的温度为40℃，反应时间为2h；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为800℃，烧结处理时间为3h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的5倍，溶出温度为30℃。
实施例2
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为1：1；
(3)加入水和氨基酸钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的0.5倍；所述氨基酸钠的加入量为筛下灰的0.1倍；所述催化分解脱氨反应的温度为20℃，反应时间为3h；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为500℃，烧结处理时间为5h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的5倍，溶出温度为30℃。
实施例3
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为5：1；
(3)加入水和铝酸钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的1.5倍；所述铝酸钠的加入量为筛下灰的0.4倍；所述催化分解脱氨反应的温度为60℃，反应时间为1h；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为1000℃，烧结处理时间为1h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的12倍，溶出温度为50℃。
实施例4
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为3：1；
(3)加入水和氢氧化钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的1.2倍；所述氢氧化钠的加入量为筛下灰的0.15倍；所述催化分解脱氨反应的温度为50℃，反应时间为2h；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为800℃，烧结处理时间为4h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的8倍，溶出温度为50℃。
对比例1
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入草木灰，搅拌混匀；所述筛下灰与草木灰的用量重量比为3：1；
(3)加入水和碳酸钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的1倍；所述碳酸钠的加入量为筛下灰的0.2倍；所述催化分解脱氨反应的温度为40℃，反应时间为2h；
(4)将步骤(3)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为800℃，烧结处理时间为3h；
(5)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的5倍，溶出温度为30℃。
对比例2
一种铝灰综合利用的方法，按照如下步骤进行：
(1)将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭；
(2)取步骤(1)制备的筛下灰，加入水和碳酸钠，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；所述水的加入量为筛下灰的1倍；所述碳酸钠的加入量为筛下灰的0.2倍；所述催化分解脱氨反应的温度为40℃，反应时间为2h；
(3)将步骤(2)脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为800℃，烧结处理时间为3h；
(4)烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；所述溶出时水的用量为物料重量的5倍，溶出温度为30℃。
取铝灰各1000g，铝灰中铝的含量为10％，分别按照实施例1-4及对比例1-2的方法处理铝灰，测定最后剩余的固体渣中铝的含量，每个实验重复3次，计算铝灰中铝的回收率：(1000X10％-固体渣中铝的重量)/100X10％；
计算结果见表1：
表1
注：*代表与实施例1比较P<0.05。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种铝灰综合利用的方法，其特征在于，按照如下步骤进行：
（1）将铝灰进行破碎，筛选金属铝，其余为筛下灰；
（2）取步骤（1）制备的筛下灰，加入稻壳灰，搅拌混匀；所述筛下灰与稻壳灰的用量重量比为（1-5）：1；
（3）加入水和催化剂，继续搅拌成膏状，催化分解脱氨生成的逸出氨气进入氨气吸收塔，制成氨水；
（4）将步骤（3）脱氨后剩余的膏体进行烘干、烧结，烧结温度为500- 1000℃，烧结处理时间为1-5h；
（5）烧结处理后的物料加入水进行溶出，溶出反应结束后进行固液分离，得到铝酸钠溶液和固体渣；
步骤（1）中铝灰中铝的含量为10%；
步骤（3）中所述催化剂为氨基酸钠、碳酸钠、氢氧化钠中的一种或几种的混合；
步骤（3）中水的加入量为筛下灰的0.5-1.5倍；
步骤（3）中所述催化剂的加入量为筛下灰的0.1-0.5倍。
2.根据权利要求1所述铝灰综合利用的方法，其特征在于，步骤（1）所述筛选金属铝为分离大于20目的破碎颗粒，筛出后，熔炼成铝锭。
3.根据权利要求1所述铝灰综合利用的方法，其特征在于，所述催化分解脱氨反应的温度为10-70℃，反应时间为1-3h。
4.根据权利要求1所述铝灰综合利用的方法，其特征在于，步骤（5）中所述溶出时水的用量为物料重量的3-15 倍，溶出温度为 20-80℃。
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