[發明專利]一次性利用鋁灰中氧化鋁的方法

在審

• 申請號: 201710791010.5
• 申請日: 2017-09-05
• 公開（公告）號: CN107758682A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 呂天寶;武文煥;馮怡利;王軍堂;劉堯
• 申請（專利權）人: 山東魯北企業集團總公司
• 主分類號: C01B39/16
• 分類號: C01B39/16
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司37205
• 代理人: 于曉曉

技術領域

本發明涉及鋁灰利用技術領域，特別是涉及一種通過添加碳酸鈉進行焙燒，一次性利用鋁灰中氧化鋁的方法。

背景技術

鋁灰是再生鋁生產過程中的一種浮渣，主要來源于熔煉過程漂浮于鋁熔體表面的不熔夾雜物及添加劑。因其與其他金屬熔煉過程中產生的廢渣不同，呈現松散的灰渣狀，因此稱其為鋁灰。由于廢雜鋁受到不同程度的污染，成份復雜，雜質含量較高，因此在熔煉過程中需要添加各種添加劑，因而鋁灰的產生量很大，按目前國內再生鋁的產量，每年約產生20萬噸的鋁灰。鋁灰中含有大量的金屬鋁及氧化鋁，所以對鋁灰的回收和利用顯得尤為重要。

目前，鋁灰的回收利用方法主要有：炒灰回收法，回轉窯處理法，壓榨回收法及冷處理回收法等。這幾種回收方法都是回收鋁灰中的金屬鋁，比較常用的是炒灰回收法。炒灰回收法雖然操作簡單，但回收率低，在翻炒過程中容易生產大量的粉塵，對環境造成較大的污染。另外，以上幾種方法對金屬鋁的回收率較低，回收后的棄灰很難再進行綜合利用，一般只能做廉價的建筑材料的原料。在環保形式日益嚴峻的今天，現有的幾種鋁灰處理利用方法受到很大的限制。

目前的幾種處理鋁灰的方法雖然簡單，但是已經不能滿足當前日益嚴峻的環保形式，鋁灰的回收利用已經成了困擾眾多再生鋁企業的一個難題。研究一種一次性綜合處理利用鋁灰的新方法，最大限度的回收鋁灰中的有用成份，不僅可以提高鋁灰的價值，而且可以減少灰渣排放，避免二次污染，對再生鋁的發展會起到推動作用，對整個行業有十分重要的意義。

申請公布號 CN 101905892 A的專利申請，雖然公開了一種將硅渣和鋁渣回收利用制備 4A 沸石的工藝方法，該工藝方法利用磷化工副產氟硅酸生產氟化鋁的過程中產生的含 F、Al 元素的硅渣和電解鋁生產過程中產生的鋁渣 ( 又名鋁灰)作為原材料來生產4A沸石，其合成路線為：對硅渣進行預處理反應生成水玻璃，另一方面對鋁渣進行預處理反應生成偏鋁酸鈉，然后將水玻璃和偏鋁酸鈉進行合成反應生成4A沸石。也涉及了對于鋁渣的再利用，但是該方法只是回收了鋁灰中金屬鋁部分，而鋁灰中大量的有價成分氧化鋁則無法回收利用。這樣，不僅造成原料中有價成分的浪費，而且會形成二次廢渣污染。同時，稀堿液與金屬鋁反應劇烈，操作十分困難，反應過程生成H₂也容易造成一定的危險。因此，上述專利申請利用鋁灰的方法，不僅不科學，而且存在一定的危險性。

發明內容

本發明就是針對上述存在的缺陷而提供一次性利用鋁灰中氧化鋁的方法。廉價制備4A沸石用鋁酸鈉原料的同時，又可以一次性綜合回收鋁灰中金屬鋁及氧化鋁，操作簡單、質量穩定的鋁灰利用的新方法。

本發明的一次性利用鋁灰中氧化鋁的方法技術方案為，依次包括如下步驟：

（1）將鋁灰用雷蒙磨磨細；

（2）添加碳酸鈉，混合均勻；

（3）焙燒；

（4）將焙燒好的物料用稀堿液進行溶出，并快速分離，得到鋁酸鈉溶液；

（5）將鋁酸鈉溶液用水或稀堿液進行調配，滿足4A沸石合成所要求的氧化鋁的濃度；

（6）調配后的鋁酸鈉溶液與液體水玻璃進行合成反應，得到合格的4A沸石產品。

步驟（1）中磨細的鋁灰d(50)為10-60um。

步驟（2）中碳酸鈉的添加量，按照碳酸鈉中氧化鈉與鋁灰中的氧化鋁的摩爾比為1.02-1.1進行添加。

步驟（3）焙燒溫度為850-1000℃，焙燒時間為1-3h。

步驟（4）中稀堿液是氫氧化鈉溶液或碳酸鈉溶液，優選為碳酸鈉溶液，Na₂O濃度為30-60g/L，液固比2-4:1（液固比是指稀堿液和焙燒好的物料質量比）。

步驟（5）中的稀堿液中Na₂O濃度為50-80g/ L。

步驟（5）中調配的鋁酸鈉溶液中氧化鋁的濃度為60-90g/L。

步驟（6）中合成反應過程中，液體水玻璃中二氧化硅與鋁酸鈉中氧化鋁的摩爾比2.0-2.2。

本發明的有益效果為：本發明克服了傳統鋁灰回收只能回收其中金屬鋁，而且回收率偏低的缺點，通過添加碳酸鈉進行焙燒，然后用稀堿液溶出，制備廉價的生產4A沸石的鋁酸鈉原料，不僅可以有效提高鋁灰中的氧化鋁回收率，操作簡單，降低成本，而且可以減少或避免傳統鋁灰回收所造成的二次污染。采用本專利綜合利用鋁灰，回收率高，環保無污染，對再生鋁行業的發展將帶來深遠的意義。

具體實施方式：

為了更好地理解本發明，下面用具體實例來詳細說明本發明的技術方案，但是本發明并不局限于此。