专利名称：铝厂废弃物的综合利用方法
技术领域：
本发明属环保领域，特别是涉及一种铝厂废弃物的综合利用方法。
长期以来，普通铝厂在生产精炼铝及铝型材加工过程中，都产生了大量的废渣、废酸和废碱。其中废渣是在高温精炼铝过程中产生的，是含有部分铝屑、氮化铝和碳化铝等杂质的α-氧化铝，遇水会不断产生难闻的氢氧化铵和乙炔，弃之荒野，不但会破坏土壤，而且会严重污染大气。而废酸是含有少量硫酸铝的硫酸溶液，废碱是含有少量铝酸钠的氢氧化钠溶液，这些强酸强碱溶液常年肆意排放，将造成河流污染，影响沿岸居民的饮水安全。
本发明的目的在于公开一种采用铝厂的废渣、废酸、废碱为原料制备硫酸铝铵、硫酸铝、铝酸钠、氢氧化铝等化工产品的方法。该方法既彻底解决了废渣堆放造成的污染，又消除了废酸、废碱排放的污染问题，是一种综合利用、变废为宝的环境保护技术。本方法所制备的化工产品都有极其广阔用途，其中，硫酸铝铵主要用于毛皮鞣制，发酵剂的添加剂方面，作为生产高纯超细氧化铝原料具有较大的重要性。铝酸纳主要用于饮用水和工业用水的处理，大量用于造纸工业，在纺织、印染、橡胶、陶瓷、制药、油墨、油漆、电镀和铸造等许多方面也有广泛应用。氢氧化铝主要用于作催化剂载体与活性氧化铝生产各种铝盐以及干燥剂，饮用水除氟剂的原料，还广泛用作阻燃剂。硫酸铝主要用于净水与造纸，还用作鞣革剂、媒染剂、澄清剂、除臭脱色剂、催化剂、药品增效剂、灭火与防火材料等。所以，本发明对提高铝厂经济效益也具有十分重要意义。
目前，以铝厂的废渣、废酸和废碱为原料制备硫酸铝等化工产品的技术开发方面，国内开展的极少，国际上也不多见。只有Aranovskio.A，A.等对铝厂还原焙烧炉电收尘器中的烟尘生产硫酸铝的方法进行过研究。日本特开昭53-29298和54-157792分别介绍了利用铝材电化学表面处理回收的废酸废碱中和生成的氢氧化铝淤泥与废酸制备硫酸铝的工艺。国内部分产家也采用类似的工艺生产硫酸铝，该工艺却存在着酸碱中和产生的硫酸钠排放造成的二次污染问题。而对铝厂中废渣，废酸，废碱进行综合利用研究尚未见到有关文献报道。
硫酸铝铵的制备工艺是将1500-1800克废酸浓缩至15％左右，在80-100℃下与600克废渣进行反应，反应结束后废渣中的氮化铝与硫酸反应生成了硫酸铝铵，废渣中的铝屑和碳化铝与硫酸反应生成了硫酸铝。产液经冷却、过滤、将滤渣存放待用，滤液静置数天后，因硫酸铝铵溶解度低即先结晶析出，晶体即为硫酸铝铵，残液即为硫酸铝溶液，再经浓缩、冷却、结晶、过滤后，晶体即为硫酸铝。
而铝酸纳等的制备是将1800-3500克废碱浓缩至25％左右，加入250克上述生成硫酸铝铵后的滤渣，在200-400℃温度下碱处理2-8小时，最佳为260-300℃温度下碱处理3-5小时后，经冷却、过滤，滤液即为铝酸纳溶液，精制后即为铝酸钠产品。而后，在不断搅拌下慢慢将2500-3100克浓度约1摩尔的废硫酸注入900克上述生成的铝酸钠溶液中，中和至生成白色絮状沉淀止，铝酸钠与硫酸反应生成了白色沉淀，过滤后，滤饼经洗涤，烘干后即为白色的氢氧化铝产品。将1500-2000克废硫酸浓缩至30％左右，加入100克上述生成氢氧化铝，搅拌溶解后，经浓缩、过滤、冷却、结晶、晶体即为硫酸铝。滤渣经碱热处理后，废渣的有效利用率高达85％以上。废酸、废碱都全部得到了利用。
本发明有如下突出的优点；1)废渣经废酸和废碱热处理后利用率高达85％以上，基本解决了废渣堆放造成的污染问题。2)废酸废碱的利用率都达到100％，消除了废酸废碱排放造成的污染。3)利用废弃物生产出硫酸铝铵、铝酸纳、氢氧化铝、硫酸铝等重要化工产品，是一种变废为宝的环保开发技术。4)工艺简单、投资省、见效快、有明显经济效益，适于推广应用。
铝厂废渣废酸废碱的综合利用方法，是全面地对铝厂的废弃物进行综合利用，是改善铝厂周围环境，提高铝厂经济效益的十分有效的根本性措施，有较高的推广应用价值。
实施例1将1800克废硫酸浓缩至15％左右，置于反应器中，在90-100℃下，慢慢加入600克废渣，搅拌反应7小时后，冷却、过滤，滤渣待用，滤液稍加浓缩后，静置數天，硫酸铝铵即慢慢结晶析出，晶体即为硫酸铝铵产品，产液即为硫酸铝溶液。
实施例2将6000克废碱浓缩至25％左右，置于反应器中，加入400克上述滤渣，搅拌均匀后，在300℃下加热5小时，冷却后，过滤，滤液即为铝酸钠溶液，经浓缩，冷却固化后即为铝酸钠产品。
实施例3将3000克废硫酸在不断搅拌下加到1000克上述铝酸钠溶液中，生成的白色沉淀，经过滤、洗涤，干燥后即为氢氧化铝产品。
实施例4将2000克废硫酸浓缩至30％左右，置于反应器中，在80-100℃下，加入100克上述生成氢氧化铝，搅拌溶解后，经浓缩、过滤、冷却、结晶、即生成硫酸铝。
权利要求
1.铝厂废弃物的综合利用方法，其特征在于(1)将1500-1800克废酸浓缩至15％左右，置于反应器中，加热至80-100℃，加入600克左右废渣进行反应，即可生成硫酸铝铵和部分硫酸铝；(2)将1800-3500克废碱浓缩至25％左右，置于反应器中，加入250克左右上述生成硫酸铝铵后的滤渣，在200-400℃温度下碱处理2-8小时后即成铝酸纳；(3)将900克上述生成的铝酸钠溶液，用2500-3100克浓度约1摩尔的废硫酸中和至生成白色絮状沉淀止，经过滤、洗涤、干燥后即为氢氧化铝；(4)将1500-2000克废硫酸浓缩至30％左右，置于反应器中，加入100克上述生成氢氧化铝，搅拌溶解后，经浓缩、过滤、冷却、结晶、晶体即为硫酸铝。
2.如权利要求1所述铝厂废弃物的的综合利用方法，其特征在于滤渣的碱处理温度为260-300℃。
3.如权利要求1所述铝厂废弃物的的综合利用方法，其特征在于滤渣碱热处理时，废渣废碱的重量比约为0.5-1。
4.如权利要求1所述的综合利用方法，其特征在于滤渣的碱热处理时间为为3-5小时。
全文摘要
一种铝厂废弃物的综合利用方法,是以铝厂精炼铝过程回收的废渣和铝型材表面电化学处理产生的废硫酸,废氢氧化钠为原料,制备用途十分广泛的硫酸铝铵,硫酸铝,铝酸钠和氢氧化铝等化工产品。本发明既消除了铝厂废渣堆放造成的污染,又解决了废酸,废碱排放污染问题,是一种变废为宝的环保开发技术。对保护环境,提高经济效益具有重要的意义。
文档编号C22B7/04GK1350065SQ0013076
公开日2002年5月22日 申请日期2000年10月19日 优先权日2000年10月19日
发明者黄当睦, 兰花水, 陈彰明, 林文焰, 何燕芬, 陈福星 申请人:中国科学院福建物质结构研究所