一種廢鋁灰綜合處理工藝的製作方法
2023-05-23 13:30:06 3
專利名稱：一種廢鋁灰綜合處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及廢鋁灰綜合處理工藝，具體涉及廢鋁灰生產氫氧化鋁阻燃劑並利用廢渣生產耐火材料、利用廢水廢氣生產氯化銨的工藝方法。
背景技術：
廢鋁灰主要生成於氧化鋁經熔鹽電解生產鋁的過程中，由於操作和測定器具的攜帶、陽極更換、出鋁、鑄錠以及電解槽大修等原因，會產生一定量的鋁渣。一般每生產I噸鋁要產生30 50千克鋁渣鋁灰。近年來，我國鋁生產能力及產量大幅度增加，2010年鋁產量超過1500萬噸，產生鋁灰45萬 75萬噸。其次，鋁在消費應用過程中，由於鑄錠、多次重熔、配製合金、零部件澆鑄；或鍛造、擠壓、軋制、切削加工等，都將產生鋁渣鋁灰或廢雜鋁，廢雜鋁的回收仍然要產生鋁渣鋁灰，每噸鋁加工應用的全過程將產生30 40千克鋁渣鋁灰。2010年我國的鋁消費持續增長，超過1100萬噸，同樣每年將產生33萬 55萬噸鋁渣 鋁灰。再次，廢鋁再生並重新加工成製品的回收率一般為75% 85%。再生I噸廢鋁將產生150 250千克鋁渣鋁灰，2010年我國再生鋁產量為400萬噸，僅此一項，將產生鋁灰約75萬噸。廢鋁灰的具體成分因產生路徑不同而各異，主要由金屬鋁單質、氧化物和鹽熔劑的混合物組成。根據鋁含量的不同，鋁灰一般可分為以下兩種一次鋁灰，顏色呈灰白色故又稱作白鋁灰。是在電解原鋁及鑄造等不添加鹽熔劑過程中產生，是一種主要成分為鋁和鋁氧化物的混合物，鋁含量可達15% 70% ;二次鋁灰，包括含12% 18%鋁、鹽熔劑、氧化物等，是黑鋁灰和廢灰、廢屑、邊角料等經鹽浴處理回收之後產生的混合物，因其固結成塊狀被稱為鹽餅。事實上，目前大量堆存的廢鋁灰，都是在提取完二次鋁灰中金屬鋁後的產物，可以叫三次鋁灰。這種鋁灰幾乎不含金屬鋁，主要含有鋁氧化物、鹽熔劑等物質。已經有很多的專利技術對廢鋁灰進行了不同方式的處理，如發明專利200610048565. 2鋁廢渣、廢灰綜合利用處理工藝，採用燒鹼溶解鋁廢渣、廢灰得到鋁酸鈉，進一步生產氫氧化鋁和沸石；廢渣再配純鹼燒結，提取氧化鋁。發明專利200610117078. 7用廢鋁灰製備鋁酸鈉的方法，提出了用燒鹼浸取廢鋁灰生產固體鋁酸鈉的工藝。發明專利200610107027. 6鋁灰制三水氧化鋁阻燃劑的製造方法，分別採用酸溶和鹼溶鋁灰產出鋁酸鈉和硫酸鋁，再進行反應生成阻燃劑的工藝技術。上述發明專利提出了鋁灰採用燒鹼溶出的工藝方法，但對溶出鋁灰後的廢渣沒有處理方法，對鋁灰溶出過程產生的廢氣處理沒有涉及，對廢鋁灰中的氯化物沒有處理，顯然沒有達到廢鋁灰綜合處理的目的。發明專利200810115443. X—種提取鋁灰中鋁和氯化物的方法，在提取鋁灰中的鋁後用水浸出氯化物，再蒸發得到氯化物結晶。只提到了採用蒸發提取氯化物，沒能進一步考慮採用氯化物溶液吸收廢氣的方法。
發明內容
一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於採用高溫260°C以上、高壓60kg/cm3以上、高濃度Na20k220g/1以上的循環鹼液溶出鋁灰，生成鋁酸鈉溶液和灰泥。本發明的廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於在循環鹼液溶出鋁灰前，採用水洗鋁灰的方法，洗除大部分的氯化鹽，過濾分離後，固體為淨鋁灰去循環鹼液溶出，洗液用於吸收溶出過程產生的氨氣。本發明的廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁灰產生的灰泥，含有大量的a_氧化鋁(俗稱剛玉)，可以作為高鋁耐火材料的原料，用於生產耐火磚或澆注料。本發明的廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁灰產生的灰泥，鹼含量較高，採用脫鹼劑脫鹼後才能用於耐火材料。灰泥和脫鹼劑混合，脫鹼溫度80 100°C，脫鹼時間2 4小時。本發明的廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於廢鋁灰中含有大量氨氣，約佔總量的10%，是造成空氣汙染的主要來源。氨氣在鋁灰加熱過程會散逸出來，採用鹽洗液循環回收氨氣製成氯化銨，不僅消除了氨氣的汙染，還可以將其製成產品出售，獲得經濟效益。 本發明的廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁酸鈉溶液進行特殊晶種分解，產出氫氧化鋁阻燃劑和分解母液，分解母液蒸發後再回頭溶解鋁灰。
具體實施例方式實例I :(I)鋁灰的預處理由於鋁熔煉時添加了多種助劑，使得鋁灰的化學成分和物相組成比較複雜，在鹼溶出前需要對鋁灰進行預處理。首先用熱水洗滌鋁灰，經過過濾將其中的NaCl、KCl洗除，鹽溶液排到吸氨槽，洗後的鋁灰加入到預溶出槽。(2)鋁灰的溶出洗後的鋁灰與高濃度Na20k220g/1的循環鹼液在常壓100°C條件下溶出反應，排出鋁灰中的氨氣。氨氣用洗灰後的鹽溶液循環吸收為氯化銨溶液。預溶出後的鋁灰，在高溫265°C、高壓60kg/cm3條件下繼續溶出反應，儘量提取鋁灰中的可溶氧化鋁。溶出後的鋁灰經過過濾分離，產生鋁酸鈉溶液和灰泥。(3)鋁酸鈉溶液晶種分解鋁酸鈉溶液採用晶種分解的方式產出氫氧化鋁和分解母液。為了達到阻燃劑氫氧化鋁的粒度要求，鋁酸鈉溶液分解的晶種必須經過特別製作，種子比O. 01 O. 05。分解在45°C 50°C條件下進行，分解時間10 20小時。分解後溶出漿液用橡膠帶式過濾機進行過濾，同時進行洗滌，濾餅入氫氧化鋁倉，濾液入濾液槽。(4)灰泥脫鈉生產耐火材料鋁灰產生的灰泥在濾餅槽加脫鹼劑脫鹼處理，脫鹼溫度100°C，脫鹼時間2小時。脫鹼後的泥漿經過橡膠帶式過濾機過濾洗滌後，與粘土等粘結劑混合後製成磚坯，晾乾，送燒結爐燒結成耐火磚。(5)固體氯化銨製取廢鋁灰中含有大量氨氣，約佔總量的10%，是造成空氣汙染的主要來源。氨氣在鋁灰加熱過程會散逸出來，採用鹽洗液循環回收氨氣製成氯化銨，不僅消除了氨氣的汙染，還可以將其製成產品出售，獲得經濟效益。
實例2 (I)鋁灰的預處理用熱水洗滌鋁灰，經過過濾將其中的NaCl、KCl洗除，鹽溶液排到吸氨槽，洗後的鋁灰加入到預溶出槽。(2)鋁灰的溶出洗後的鋁灰與高濃度Na20k250g/1的循環鹼液在常壓100°C條件下溶出反應，排出鋁灰中的氨氣。氨氣用洗灰後的鹽溶液循環吸收為氯化銨溶液。預溶出後的鋁灰，在高溫275°C、高壓80kg/cm3條件下繼續溶出反應，儘量提取鋁灰中的可溶氧化鋁。溶出後的鋁灰經過過濾分離，產生鋁酸鈉溶液和灰泥。(3)鋁酸鈉溶液晶種分解
鋁酸鈉溶液採用晶種分解的方式產出氫氧化鋁和分解母液。為了達到阻燃劑氫氧化鋁的粒度要求，鋁酸鈉溶液分解的晶種必須經過特別製作，種子比O. 02 O. 05。分解在50°C 55°C條件下進行，分解時間20 26小時。分解後溶出漿液用橡膠帶式過濾機進行過濾，同時進行洗滌，濾餅入氫氧化鋁倉，濾液入濾液槽。(4)灰泥脫鈉生產耐火材料鋁灰產生的灰泥在濾餅槽加脫鹼劑脫鹼處理，脫鹼溫度80°C，脫鹼時間3小時。脫鹼後的泥漿經過橡膠帶式過濾機過濾洗滌後，與粘土等粘結劑混合後製成磚坯，晾乾，送燒結爐燒結成耐火磚。(5)固體氯化銨製取廢鋁灰中含有大量氨氣，約佔總量的10 %，是造成空氣汙染的主要來源。氨氣在鋁灰加熱過程會散逸出來，採用鹽洗液循環回收氨氣製成氯化銨，不僅消除了氨氣的汙染，還可以將其製成產品出售，獲得經濟效益。
權利要求
1.一種廢鋁灰綜合處理工藝，採用高溫260°C以上、高壓60kg/cm3以上、高濃度Na20k220g/1以上的循環鹼液溶出鋁灰，生成鋁酸鈉溶液和灰泥。
2.根據權利要求I所述的一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於在循環鹼液溶出鋁灰前，採用水洗鋁灰的方法，洗除大部分的氯化鹽，過濾分離後，固體為淨鋁灰去循環鹼液溶出，洗液用於吸收溶出過程產生的氨氣。
3.根據權利要求I所述的一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁灰產生的灰泥，含有大量的a-氧化鋁(俗稱剛玉)，為高鋁耐火材料的原料，用於生產耐火磚或澆注料。
4.根據權利要求I所述的一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於廢鋁灰中含有大量氨氣，是造成空氣汙染的主要來源。氨氣在鋁灰加熱過程會散逸出來，採用鹽洗液循環回收氨氣製成氯化銨，消除了氨氣的汙染，還可以將其製成產品出售。
5.根據權利要求I所述的一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁酸鈉溶液進行晶種分解，產出氫氧化鋁阻燃劑和分解母液，分解母液蒸發後再回頭溶解鋁灰。
6.根據權利要求1、3所述的一種廢鋁灰綜合處理工藝，其特徵在於鋁灰產生的灰泥，鹼含量較高，採用脫鹼劑脫鹼後才能用於耐火材料。灰泥和脫鹼劑混合，脫鹼溫度80 100°C，脫鹼時間2 4小時。
全文摘要
本發明涉及廢鋁灰綜合處理工藝，具體涉及廢鋁灰生產氫氧化鋁阻燃劑並利用廢渣生產耐火材料、利用廢水廢氣生產氯化銨的工藝方法。其特徵在於採用高溫260℃以上、高壓60kg/cm3以上、高濃度Na2Ok220g/l以上的循環鹼液溶出鋁灰，生成鋁酸鈉溶液和灰泥。其在循環鹼液溶出鋁灰前，採用水洗鋁灰的方法，洗除大部分的氯化鹽，洗液用於吸收溶出過程產生的氨氣。鋁灰產生的灰泥用於生產耐火磚或澆注料。廢鋁灰中含有大量氨氣，採用鹽洗液循環回收氨氣製成氯化銨，不僅消除了氨氣的汙染，還可以將其製成產品。鋁酸鈉溶液進行晶種分解，產出氫氧化鋁阻燃劑和分解母液，分解母液蒸發後再回頭溶解鋁灰。
文檔編號C04B35/66GK102828028SQ20111017385
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月18日 優先權日2011年6月18日
發明者于斌 申請人:于斌