一种铝灰制备烟气净化剂的方法与流程

文档序号:23821583发布日期:2021-02-03 16:55阅读:140来源:国知局

[0001]
本发明涉及有色固废的资源化利用领域,具体涉及铝灰制备烟气净化剂的应用,该铝灰制备的烟气净化剂可以用于水泥窑烟气中的氮氧化物的去除。


背景技术:

[0002]
铝灰是铝熔铸过程的产物。根据铝熔铸所用原料和生产目的不同,铝灰的组成和含量会有较大区别。使用电解铝液生产重熔铝锭产出的铝灰,铝灰占铸锭产量的1.1%左右,成分相对简单且稳定,主要由金属铝、氧化铝、氮化铝、氯盐(氯化钠、氯化钾)和电解质( 氟化钠、氟化钙、冰晶石等)组成,其中铝约占40%-50%,氧化铝约占30%-40%;生产铝合金产品产出的铝灰中,除了有金属铝、氧化铝、氮化铝、氯盐和电解质外,还存在数量和种类不定的其它元素及氧化物[刘战生,梁学民,卢志锋. 铝灰中各组分的形成与演变简析[j]. 湖南有色金属,2019,35(5):58-60]。
[0003]
铝灰中含有的铝颗粒具有表面积大,活性大的特点,遇水或在潮湿环境下易于反应产生氢气;铝灰中的氮化铝遇水产生氨气。氢气和氨气都是还原性气体,遇氧气和明火易发生爆炸,且氨气具有刺激性气味,是铝灰具有环境危害性的主要原因之一。除具有反应活性外,浸出毒性测试发现所检测铝灰样品中的溶出氟离子超标,氟离子的过量排放对水体、土壤、动植物都有严重危害,氟的去除和无害化处置是铝灰综合处置技术中需要重点解决的难题[焦志伟,刘伟,张涛,等. 铝冶炼企业铝灰固废属性鉴定研究[j]. 现代冶金,2019,47(4):19-21]。
[0004]
通常,按照铝灰中金属铝含量的不同,可分为一次铝灰和二次铝灰。从熔炼炉内扒出的铝渣称为一次铝灰,外观上呈现灰白色,主要是由金属铝和铝氧化物组成的混合物,铝含量可达15%-70%,也称之为“白铝灰”;二次铝灰是一次铝灰提取金属铝后的废弃物,主要成分为氧化铝、氮化铝、金属铝、盐类以及其它组分,因其固结成块状,也称之为“盐饼”[李帅,刘万超,刘中凯,等. 铝灰处理技术现状及展望[j]. 有色金属(冶炼部分),2018,(10):25-29]。
[0005]
本专利所用铝灰为一次铝灰提取金属铝后的二次铝灰,针对二次铝灰不能高值化利用等问题,本专利提供了铝灰制备烟气净化剂的方法,促进铝灰的高值化利用。


技术实现要素:

[0006]
为解决现有技术存在的问题,本发明提供了一种铝灰制备烟气净化剂的方法,同已有技术方案相比,本方法能提高产品附加值、实现资源循环利用,具有显著的经济效益和社会效益。
[0007]
一种铝灰制备烟气净化剂的方法,包括以下步骤:在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀,在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。
[0008]
所述钙源为石灰石、电石渣、大理石粉中的一种,加入量为铝灰质量的10-30%。
[0009]
所述钠源为芒硝、硝石中的一种,加入量为铝灰质量的10-30%。
[0010]
所述氮化器为悬浮煅烧炉。
[0011]
所述煅烧温度为800-1100℃。
[0012]
相对于现有技术,本发明具有以下优点:钙源为石灰石、电石渣、大理石粉中的一种,在煅烧过程中钙源分解成氧化钙,氧化钙可与铝灰中的氧化铝反应生成铝酸钙,使包裹在金属铝表面的氧化铝膜破裂,有利于金属铝氮化生成氮化铝。
[0013]
钠源为芒硝、硝石中的一种,在煅烧过程中钠源也可与铝灰中的氧化铝反应生成铝酸钠,使包裹在金属铝表面的氧化铝膜破裂,促进金属铝氮化生成氮化铝。
[0014]
氮化器为悬浮煅烧炉,其由预热器和沸腾炉组成,具有热效率高、投资低的特点。预热器的级数为2-6级,根据预分解水泥窑常用的预热器的原理设计。沸腾炉原理为柱状喷腾紊流床,为具有缩口的柱体单元,柱体单元内径与缩口内径的比例为1.1:1-1.8:1,柱体单元内高度与柱体内径的比例为1:1-4:1。煅烧用燃料为废机油、煤、废塑料中的一种,对沸腾炉中的物料进行间接加热。用废机油、废塑料为燃料,可以实现资源循环利用。氮化器中与物料接触的气体为氮气,从空气中分离而得。从空气中分离出的氧气用于燃料燃烧,有利于提高烟气温度,产生的烟气主要为二氧化碳,有利于循环利用。
[0015]
得到的烟气净化剂主要物相为氮化铝和铝酸钙,在烟气净化剂中加入水,水与氮化铝反应放出氨气;铝酸钙与水反应放出氢氧化钙,促进氮化铝与水反应和氨气从水溶液中释放出,产生的氨气用于水泥窑烟气脱硝,消除烟气中的氮氧化物。另外,烟气净化剂中的钠源可作为氮化铝与水反应的催化剂,本反应的反应率为100%。烟气净化剂与水反应产生的沉淀,可以作为水泥的原料使用,实现资源全利用。本烟气净化剂为固体,便于运输。
具体实施方式
[0016]
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0017]
在铝灰中加入钙源、钠源混合均匀,在氮化器中煅烧得到烟气净化剂。钙源和钠源的配方、煅烧温度,见表1。
[0018]
表1
铝灰中金属铝转化为氮化铝、氧化铝转化为铝酸钙,其转化率均为100%;本发明的实施例均可实施并能达到发明目的。本发明不限于这些实施例。
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