[發明專利]一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置及其使用方法

在審

• 申請號: 202010972207.0
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112111657A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 王成彥;徐進城;胡永勝;胡司宇;潘建剛;周艷
• 申請（專利權）人: 江蘇海光金屬有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B1/00;C22B21/00;C25C3/06
• 代理公司: 蘇州國卓知識產權代理有限公司 32331
• 代理人: 黃少波

本發明公開了一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置，包括底板和安裝在底板上下兩側的鋁灰渣處理箱、電解池；所述鋁灰渣處理箱的中間位置豎直安裝有分隔板，分隔板將鋁灰渣處理箱的內部分為左腔室和右腔室，電解池的左右兩側分別設置有一級電解槽和二級電解槽，一級電解槽與二級電解槽通過聯通通道連通。本發明采用鋁灰渣為原料，經過研磨、煅燒、反應處理和電解后制備得到高純鋁，實現鋁灰渣中鹽類資源的再生利用，達到回收?凈化?循環利用鋁灰渣中鹽類資源的目的，實現了鋁灰渣廢渣資源的完全再生、循環、利用，真正實現鋁灰渣資源利用的零排放，從而提高了企業的經濟效益，具有廣闊的市場前景。

技術領域

本發明涉及鋁灰渣回收利用技術領域，具體是一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置及其使用方法。

背景技術

鋁灰渣是鋁及鋁合金熔鑄過程中的副產物，熔鑄一噸鋁鑄錠約產生5kg/tAl鋁灰渣。2016年,我國鋁及鋁合金材產量約為5796萬噸，按照65％的綜合成材率測算，需要鋁合金鑄錠8917萬噸，同時附產鋁灰渣446萬噸。鋁灰渣的化學組分為：金屬鋁、氟鹽、氯鹽、氧化鋁、氮化鋁、碳化鋁以及硅、鐵、鎂、錳、鋅、銅等金屬氧化物。主要組分為金屬鋁、氟鹽、氯鹽和氧化鋁，約占鋁灰渣質量的90％。目前，主要采用以下幾種方法回收利用鋁灰渣。

灰渣炒制法：炒制法回收利用鋁灰渣的原理是利用外熱裝置將鋁灰渣加熱到一定溫度，向鋁灰渣中加入一定量的氧化劑，利用鋁熱氧化反應使灰渣升溫至鋁的熔點以上溫度，灰渣中的顆粒鋁因氧化、放熱、熔化，熔化的液體鋁珠在外力和機械作用下匯聚成較大的鋁珠，最后匯聚成鋁塊，方便回收利用。炒制法回收鋁灰渣存在的主要問題是：生產效率低、工人勞動強度大、生產環境惡劣。炒制過程中存在較多的鋁的氧化損失。炒制后的殘灰中仍然含有一定量的鋁，殘灰一般作為廢渣棄用，造成環境污染。

利用鋁灰渣制作凈水劑：該方法是利用酸液溶解鋁灰渣，使灰渣中的金屬鋁、氧化鋁與酸反應制備氯化鋁、硫酸鋁等凈水劑。該方法利用鋁灰渣存在以下幾個方面的問題：在酸溶過程中，灰渣中的碳化鋁、氮化鋁易于與水反應，水解產物為甲烷、氨氣，造成環境污染。灰渣中的氯鹽、氟鹽降低凈水劑的品質和純度。處理過程中產生的廢水、棄渣造成環境污染。

近年來，人們開始利用鋁灰渣中的金屬鋁作為煉鋼脫氧劑，受合金種類和后續處理手段的限制，鋁灰渣中的殘留鋁含量往往波動很大，很難精確配制和充分利用灰渣中的金屬鋁資源，灰渣中的氧化鋁、氟鹽、氯鹽等等，最終作為廢渣棄用，造成環境污染和資源浪費。

綜上所述，我國鋁合金熔鑄每年產生超過440萬噸的鋁灰渣，現有的鋁灰渣處理方法存在生產效率低下、生產環境惡劣，鋁灰渣中的金屬鋁無法完全回收利用。處理尾礦中的氟鹽、氯鹽等作為棄渣處理，既浪費了資源，又污染了環境。

因此，針對以上現狀，迫切需要開發一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置及其使用方法，以克服當前實際應用中的不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種利用鋁灰渣制備高純鋁的裝置，包括底板和安裝在底板上下兩側的鋁灰渣處理箱、電解池；所述鋁灰渣處理箱的中間位置豎直安裝有分隔板，分隔板將鋁灰渣處理箱的內部分為左腔室和右腔室，右腔室的內部固定安裝有篩板，右腔室位于篩板的上方轉動安裝有研磨輥；電解池的左右兩側分別設置有一級電解槽和二級電解槽，一級電解槽與二級電解槽通過聯通通道連通，一級電解槽內部設有陽極板，一級電解槽內部從上到下依次分為一級電解槽電解液區和一級電解槽鋁液區，二級電解槽內部設有陰極板，二級電解槽內部從上到下依次分為二級電解槽電解液區和二級電解槽鋁液區。

作為本發明進一步的方案：所述右腔室位于篩板的下方固定安裝有過濾板，篩板和過濾板之間形成有對鋁灰渣進行處理的反應腔，反應腔中裝有對鋁灰渣進行煅燒的焙燒裝置。