[發明專利]一種二次鋁灰資源綜合利用的方法

有效

• 申請號: 202110187583.3
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN112744850B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉萬超;高宇;莊凌云;劉占華;程勇
• 申請（專利權）人: 中鋁環保節能集團有限公司
• 主分類號: C01F7/06
• 分類號: C01F7/06;C01F7/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種二次鋁灰資源綜合利用的方法，通過火法工藝將鋁灰中氧化鋁回收，并將氧化鋁轉化為鋁酸鈉熟料，可直接出售，也可以返回至氧化鋁生產過程中鋁酸鈉溶出工序，直接產出工業級氧化鋁。本發明具有生產過程便于控制、易于工業化穩定生產、產品附加值高、廢物零排放等特點，實現了二次鋁灰資源化利用。

技術領域

本發明涉及化工生產技術領域，具體涉及一種二次鋁灰資源綜合利用的方法。

背景技術

我國是世界上最大鋁生產國和消費國。近年來伴隨我國電解鋁、再生鋁和鋁加工產能的不斷擴張，上述生產活動中產生的鋁灰也不斷增多。理論上鋁的熔融環節都會產生鋁灰，鋁灰主要收集來源于漂浮在鋁熔體表面的不熔夾雜物、添加劑及與添加劑進行物理化學反應產生的物質，呈松散灰渣狀。電解鋁鋁液轉移、精煉、合金化、鑄造過程熔體表面會產生鋁灰渣(又稱：一次鋁灰)，以及回收鋁過程會產生鹽渣和二次鋁灰，危廢代碼：321-024-48。再生鋁和鋁加工生產過程中，廢鋁及鋁錠重熔、精煉、合金化、鑄造熔體表面會產生鋁灰渣(又稱：一次鋁灰)，及其回收鋁過程會產生鹽渣和二次鋁灰，危廢代碼：321-026-48。據資料顯示，一般生產1噸電解鋁原鋁鋁錠要產生10～20kg鋁灰，而對于再生鋁和鋁加工行業來講，根據生產合金品種不同所產生的鋁灰量也不同，通常生產1噸再生鋁和鋁加工產品產生鋁灰量為50～100kg。

鋁灰的成分因各企業生產原材料及操作條件不同而存在差異，也與原料的污染物、使用的覆蓋劑、造渣劑和精煉劑有直接關系，同時與鑄造熔煉爐內氣氛也存在一定的關系。通常鋁灰中除含有氟化物危害因子外，還含有氮化物和碳化物等活性成分，這些成分遇水等物質后表現出化學反應性并生成毒性物質。鋁灰除類似于炭渣氟的環境危害性外，還存在一定量的有毒元素和化合物，尤其是再生鋁和鋁加工行業，由于原料來源渠道眾多，其產生的鋁灰中不僅可能含有硒、砷、鋇、鎘、鉻、鉛等,還有吸附二噁英的可能。鋁灰中還含有一定量的氮化物,與水反應作用后會生成大量NH3氣體、H2氣體和CH4氣體,這些氣體都屬于可燃氣體,會有引起火災的風險。另外，鋁灰中的AlAs,接觸到水后會生成AsH3氣體,該氣體屬于劇毒類氣體,對人體傷害極大,若是留存在工作場所會造成空氣污染以及導致工人急性砷化氫中毒。因此，鋁灰已經逐漸成為電解鋁、再生鋁和鋁加工行業重點環境安全管理的廢物，行業急需鋁灰低成本處置及利用技術。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明旨在提供一種二次鋁灰資源綜合利用的方法。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種二次鋁灰資源綜合利用的方法，包括如下步驟：

S1、將二次鋁灰、鈉堿和催化劑混料均化，得到混合料；

S2、將步驟S1得到的混合料加入干式壓球設備中，干法成型壓制得到球型混合料；

S3、將步驟S2得到的球型混合料輸送至高溫焙燒窯爐內進行堿燒結，燒結產出鋁酸鈉熟料；

S4、高溫焙燒窯爐進行堿燒結過程中所產生的尾氣用于預熱球型混合料，尾氣冷卻后經除塵凈化后達標排放；尾氣冷卻的過程中，尾氣中的鹽分冷凝結晶，利用冷凝結晶的鹽分制備得到用于鋁灰回收金屬鋁工序的輔料打渣劑；

步驟S3得到的鋁酸鈉熟料直接對外銷售或經堿溶后固液分離得到鋁酸鈉溶液和浸出渣，得到的鋁酸鈉溶液輸送至氧化鋁生產系統用于生產氧化鋁，浸出渣洗滌后作為生產耐火材料的原料。

進一步地，步驟S1中，采用顎式破碎機、輥式破碎機、立式細碎機、球磨機中的一種將二次鋁灰、鈉堿和催化劑混料均化。

進一步地，步驟S1中，所述鈉堿包括氫氧化鈉、碳酸鈉和碳酸氫鈉中的一種或者多種，添加量為二次鋁灰重量的1.0-1.5倍。

進一步地，步驟S1中，所述催化劑為有機物纖維素類球團粘結劑，添加量為二次鋁灰重量的0.08-0.12倍。