[發(fā)明專利]一種利用電解鋁鋁灰凈化電解鋁煙氣及回收鋁資源的方法

有效

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• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN108103526B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張秋林;蘇偉康;寧平;劉昕;胡嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C25C1/24
• 分類號: C25C1/24;B01D53/80;B01D53/50;C01F7/74;C01F7/50
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本發(fā)明公開了一種利用電解鋁鋁灰凈化電解鋁煙氣及回收鋁資源的方法，該方法以電解鋁生產(chǎn)過程產(chǎn)生的工業(yè)固廢鋁灰與硫酸錳和工藝水混合配制脫硫漿，并將其應(yīng)用于電解鋁煙氣脫硫、脫氟耦合并回收鋁資源，不但可資源化利用鋁灰，而且可實現(xiàn)煙氣脫硫、脫氟和鋁資源的回收，達(dá)到了以廢治廢的目的，該方法的工藝流程為脫硫漿配制→凈化煙氣→脫硫漿酸浸氧化→脫硫漿循環(huán)→脫硫漿電解分離→資源化回收，該方法具有設(shè)備簡單、投資少、工藝流程短、操作運行費用低等優(yōu)點，不但顯著降低工業(yè)電解鋁煙氣脫硫成本，緩解鋁電解工業(yè)的環(huán)保壓力，而且能有效地回收鋁資源，獲得硫酸鋁、氟化鋁和合金精礦，降低電解鋁工業(yè)的經(jīng)濟壓力，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電解鋁生產(chǎn)過程中的固廢處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用電解鋁鋁灰凈化電解鋁煙氣及回收鋁資源的方法。

背景技術(shù)

電解鋁工業(yè)是我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，我國的電解鋁工業(yè)企業(yè)產(chǎn)能集中，2016年底我國電解鋁產(chǎn)量達(dá)3560萬噸，約占全球總產(chǎn)量的56%。電解鋁工業(yè)所產(chǎn)生的電解鋁煙氣具有煙氣量大，含硫濃度相對較低的特點。我國每生產(chǎn)一噸鋁所產(chǎn)生的煙氣量約為9～14萬m³，其中SO₂的濃度約為120～300 mg/Nm³。電解鋁工業(yè)除了產(chǎn)生大量的廢氣，還產(chǎn)生大量的鋁灰。電解一噸鋁約產(chǎn)生鋁灰30～50kg，我國每年的電解鋁鋁灰排放總量約100～150萬噸。目前國內(nèi)電解鋁煙氣脫硫方法中比較常見的是源頭控硫法和濕法脫硫法。源頭控硫法是通過使用低硫焦代替石油焦，從源頭上控制SO₂的排放。雖然該方法可以有效的減少電解鋁煙氣中的SO₂含量，但是低硫焦的使用導(dǎo)致電解鋁企業(yè)承受很大的經(jīng)濟壓力。濕法脫硫操作簡單、成本低，在脫硫工藝中最為常見。鈣法脫硫在濕法脫硫中技術(shù)最為成熟，脫硫效率高(脫硫率90％以上)、脫硫原料廉價易得，但該工藝系統(tǒng)復(fù)雜、投資及能耗大，產(chǎn)生的廢渣易造成二次污染。隨著環(huán)保法規(guī)的完善，尋找新的脫硫工藝和設(shè)備，迫在眉睫。

電解鋁工業(yè)所產(chǎn)生的鋁灰利用困難，鋁灰中含有大量金屬氧化物，其中大部分是氧化鋁。目前鋁灰中的金屬資源只有小部分能回收，剩余的廢鋁灰鋁渣堆積在廠區(qū)或填埋，不僅造成資源的浪費，同時也帶來環(huán)境的污染。因此，實現(xiàn)一種節(jié)約成本、環(huán)保方便、簡單有效的鋁資源回收方法顯得非常重要。

目前，電解鋁煙氣中SO₂的脫除提供了很多新方法。其中CN201110117491.4公開了一種電解鋁煙氣脫硫脫氟一體化的方法，技術(shù)實質(zhì)是在氨法脫硫過程中，SO₂與F^-同時被吸收溶解在系統(tǒng)內(nèi)的硫酸銨溶液中，形成氟化銨。所得硫酸銨晶粒和氟化銨分離后濾液進行脫氟處理，將脫氟產(chǎn)物冰晶石以及氧化鋁粉塵過濾回收，并循環(huán)利用。該系統(tǒng)所用脫硫劑量大，而電解鋁煙氣中SO₂的濃度較低，系統(tǒng)運行時造成系統(tǒng)空耗嚴(yán)重，脫硫成本加大。電解鋁鋁灰資源化的方法也不斷更新，其中CN200610117078.7公開了一種用廢鋁灰制備鋁酸鈉的方法，其過程將鋁灰酸浸、水洗、脫水后加入NaOH堿化，堿化后加水浸出鋁酸鈉，所得鋁酸鈉溶液加入NaOH并加熱析晶得到鋁酸鈉晶體。但是這種方法對氧化鋁的回收量不大。專利CN201510370094.6公開了一種高效分離回收鋁灰中金屬鋁的方法，通過加酸預(yù)處理鋁灰后加入熔劑在回轉(zhuǎn)窯中溶出回收金屬鋁，電解鋁鋁灰回收利用率不高的現(xiàn)狀以及電解鋁煙氣中SO₂濃度低、煙氣量大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用電解鋁鋁灰凈化電解鋁煙氣及回收鋁資源的方法，主要采用電解鋁工業(yè)產(chǎn)生的鋁灰與硫酸錳和工藝水混合制成脫硫漿，在反應(yīng)塔中去除鋁電解煙氣中的SO₂、HF等有害氣體，最后在電解條件下實現(xiàn)鋁灰中鋁資源和過渡金屬的回收。