专利名称：一种废铝灰综合处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及废铝灰综合处理工艺，具体涉及废铝灰生产氢氧化铝阻燃剂并利用废渣生产耐火材料、利用废水废气生产氯化铵的工艺方法。
背景技术：
废铝灰主要生成于氧化铝经熔盐电解生产铝的过程中，由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修等原因，会产生一定量的铝渣。一般每生产I吨铝要产生30 50千克铝渣铝灰。近年来，我国铝生产能力及产量大幅度增加，2010年铝产量超过1500万吨，产生铝灰45万 75万吨。其次，铝在消费应用过程中，由于铸锭、多次重熔、配制合金、零部件浇铸；或锻造、挤压、轧制、切削加工等，都将产生铝渣铝灰或废杂铝，废杂铝的回收仍然要产生铝渣铝灰，每吨铝加工应用的全过程将产生30 40千克铝渣铝灰。2010年我国的铝消费持续增长，超过1100万吨，同样每年将产生33万 55万吨铝渣 铝灰。再次，废铝再生并重新加工成制品的回收率一般为75% 85%。再生I吨废铝将产生150 250千克铝渣铝灰，2010年我国再生铝产量为400万吨，仅此一项，将产生铝灰约75万吨。废铝灰的具体成分因产生路径不同而各异，主要由金属铝单质、氧化物和盐熔剂的混合物组成。根据铝含量的不同，铝灰一般可分为以下两种一次铝灰，颜色呈灰白色故又称作白铝灰。是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生，是一种主要成分为铝和铝氧化物的混合物，铝含量可达15% 70% ;二次铝灰，包括含12% 18%铝、盐熔剂、氧化物等，是黑铝灰和废灰、废屑、边角料等经盐浴处理回收之后产生的混合物，因其固结成块状被称为盐饼。事实上，目前大量堆存的废铝灰，都是在提取完二次铝灰中金属铝后的产物，可以叫三次铝灰。这种铝灰几乎不含金属铝，主要含有铝氧化物、盐熔剂等物质。已经有很多的专利技术对废铝灰进行了不同方式的处理，如发明专利200610048565. 2铝废渣、废灰综合利用处理工艺，采用烧碱溶解铝废渣、废灰得到铝酸钠，进一步生产氢氧化铝和沸石；废渣再配纯碱烧结，提取氧化铝。发明专利200610117078. 7用废铝灰制备铝酸钠的方法，提出了用烧碱浸取废铝灰生产固体铝酸钠的工艺。发明专利200610107027. 6铝灰制三水氧化铝阻燃剂的制造方法，分别采用酸溶和碱溶铝灰产出铝酸钠和硫酸铝，再进行反应生成阻燃剂的工艺技术。上述发明专利提出了铝灰采用烧碱溶出的工艺方法，但对溶出铝灰后的废渣没有处理方法，对铝灰溶出过程产生的废气处理没有涉及，对废铝灰中的氯化物没有处理，显然没有达到废铝灰综合处理的目的。发明专利200810115443. X—种提取铝灰中铝和氯化物的方法，在提取铝灰中的铝后用水浸出氯化物，再蒸发得到氯化物结晶。只提到了采用蒸发提取氯化物，没能进一步考虑采用氯化物溶液吸收废气的方法。
发明内容
一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于采用高温260°C以上、高压60kg/cm3以上、高浓度Na20k220g/1以上的循环碱液溶出铝灰，生成铝酸钠溶液和灰泥。本发明的废铝灰综合处理工艺，其特征在于在循环碱液溶出铝灰前，采用水洗铝灰的方法，洗除大部分的氯化盐，过滤分离后，固体为净铝灰去循环碱液溶出，洗液用于吸收溶出过程产生的氨气。本发明的废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝灰产生的灰泥，含有大量的a_氧化铝(俗称刚玉)，可以作为高铝耐火材料的原料，用于生产耐火砖或浇注料。本发明的废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝灰产生的灰泥，碱含量较高，采用脱碱剂脱碱后才能用于耐火材料。灰泥和脱碱剂混合，脱碱温度80 100°C，脱碱时间2 4小时。本发明的废铝灰综合处理工艺，其特征在于废铝灰中含有大量氨气，约占总量的10%，是造成空气污染的主要来源。氨气在铝灰加热过程会散逸出来，采用盐洗液循环回收氨气制成氯化铵，不仅消除了氨气的污染，还可以将其制成产品出售，获得经济效益。 本发明的废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝酸钠溶液进行特殊晶种分解，产出氢氧化铝阻燃剂和分解母液，分解母液蒸发后再回头溶解铝灰。
具体实施例方式实例I :(I)铝灰的预处理由于铝熔炼时添加了多种助剂，使得铝灰的化学成分和物相组成比较复杂，在碱溶出前需要对铝灰进行预处理。首先用热水洗涤铝灰，经过过滤将其中的NaCl、KCl洗除，盐溶液排到吸氨槽，洗后的铝灰加入到预溶出槽。(2)铝灰的溶出洗后的铝灰与高浓度Na20k220g/1的循环碱液在常压100°C条件下溶出反应，排出铝灰中的氨气。氨气用洗灰后的盐溶液循环吸收为氯化铵溶液。预溶出后的铝灰，在高温265°C、高压60kg/cm3条件下继续溶出反应，尽量提取铝灰中的可溶氧化铝。溶出后的铝灰经过过滤分离，产生铝酸钠溶液和灰泥。(3)铝酸钠溶液晶种分解铝酸钠溶液采用晶种分解的方式产出氢氧化铝和分解母液。为了达到阻燃剂氢氧化铝的粒度要求，铝酸钠溶液分解的晶种必须经过特别制作，种子比O. 01 O. 05。分解在45°C 50°C条件下进行，分解时间10 20小时。分解后溶出浆液用橡胶带式过滤机进行过滤，同时进行洗涤，滤饼入氢氧化铝仓，滤液入滤液槽。(4)灰泥脱钠生产耐火材料铝灰产生的灰泥在滤饼槽加脱碱剂脱碱处理，脱碱温度100°C，脱碱时间2小时。脱碱后的泥浆经过橡胶带式过滤机过滤洗涤后，与粘土等粘结剂混合后制成砖坯，晾干，送烧结炉烧结成耐火砖。(5)固体氯化铵制取废铝灰中含有大量氨气，约占总量的10%，是造成空气污染的主要来源。氨气在铝灰加热过程会散逸出来，采用盐洗液循环回收氨气制成氯化铵，不仅消除了氨气的污染，还可以将其制成产品出售，获得经济效益。
实例2 (I)铝灰的预处理用热水洗涤铝灰，经过过滤将其中的NaCl、KCl洗除，盐溶液排到吸氨槽，洗后的铝灰加入到预溶出槽。(2)铝灰的溶出洗后的铝灰与高浓度Na20k250g/1的循环碱液在常压100°C条件下溶出反应，排出铝灰中的氨气。氨气用洗灰后的盐溶液循环吸收为氯化铵溶液。预溶出后的铝灰，在高温275°C、高压80kg/cm3条件下继续溶出反应，尽量提取铝灰中的可溶氧化铝。溶出后的铝灰经过过滤分离，产生铝酸钠溶液和灰泥。(3)铝酸钠溶液晶种分解
铝酸钠溶液采用晶种分解的方式产出氢氧化铝和分解母液。为了达到阻燃剂氢氧化铝的粒度要求，铝酸钠溶液分解的晶种必须经过特别制作，种子比O. 02 O. 05。分解在50°C 55°C条件下进行，分解时间20 26小时。分解后溶出浆液用橡胶带式过滤机进行过滤，同时进行洗涤，滤饼入氢氧化铝仓，滤液入滤液槽。(4)灰泥脱钠生产耐火材料铝灰产生的灰泥在滤饼槽加脱碱剂脱碱处理，脱碱温度80°C，脱碱时间3小时。脱碱后的泥浆经过橡胶带式过滤机过滤洗涤后，与粘土等粘结剂混合后制成砖坯，晾干，送烧结炉烧结成耐火砖。(5)固体氯化铵制取废铝灰中含有大量氨气，约占总量的10 %，是造成空气污染的主要来源。氨气在铝灰加热过程会散逸出来，采用盐洗液循环回收氨气制成氯化铵，不仅消除了氨气的污染，还可以将其制成产品出售，获得经济效益。
权利要求
1.一种废铝灰综合处理工艺，采用高温260°C以上、高压60kg/cm3以上、高浓度Na20k220g/1以上的循环碱液溶出铝灰，生成铝酸钠溶液和灰泥。
2.根据权利要求I所述的一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于在循环碱液溶出铝灰前，采用水洗铝灰的方法，洗除大部分的氯化盐，过滤分离后，固体为净铝灰去循环碱液溶出，洗液用于吸收溶出过程产生的氨气。
3.根据权利要求I所述的一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝灰产生的灰泥，含有大量的a-氧化铝(俗称刚玉)，为高铝耐火材料的原料，用于生产耐火砖或浇注料。
4.根据权利要求I所述的一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于废铝灰中含有大量氨气，是造成空气污染的主要来源。氨气在铝灰加热过程会散逸出来，采用盐洗液循环回收氨气制成氯化铵，消除了氨气的污染，还可以将其制成产品出售。
5.根据权利要求I所述的一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝酸钠溶液进行晶种分解，产出氢氧化铝阻燃剂和分解母液，分解母液蒸发后再回头溶解铝灰。
6.根据权利要求1、3所述的一种废铝灰综合处理工艺，其特征在于铝灰产生的灰泥，碱含量较高，采用脱碱剂脱碱后才能用于耐火材料。灰泥和脱碱剂混合，脱碱温度80 100°C，脱碱时间2 4小时。
全文摘要
本发明涉及废铝灰综合处理工艺，具体涉及废铝灰生产氢氧化铝阻燃剂并利用废渣生产耐火材料、利用废水废气生产氯化铵的工艺方法。其特征在于采用高温260℃以上、高压60kg/cm3以上、高浓度Na2Ok220g/l以上的循环碱液溶出铝灰，生成铝酸钠溶液和灰泥。其在循环碱液溶出铝灰前，采用水洗铝灰的方法，洗除大部分的氯化盐，洗液用于吸收溶出过程产生的氨气。铝灰产生的灰泥用于生产耐火砖或浇注料。废铝灰中含有大量氨气，采用盐洗液循环回收氨气制成氯化铵，不仅消除了氨气的污染，还可以将其制成产品。铝酸钠溶液进行晶种分解，产出氢氧化铝阻燃剂和分解母液，分解母液蒸发后再回头溶解铝灰。
文档编号C04B35/66GK102828028SQ20111017385
公开日2012年12月19日 申请日期2011年6月18日 优先权日2011年6月18日
发明者于斌 申请人:于斌