本发明涉及一种用废铝灰制备铝酸钠的方法，也是一种铝灰的无害化和资源化处理方法，属废渣处理环境保护技术领域。
背景技术：
铝灰中含有过氧化锌等有害物质，属于危险废物，产生铝渣的企业主要是黑色金 属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业。以前铝渣处理主要采用土法手工 冶炼的方法提取金属铝，剩下90％的铝灰送至其他企业做净化剂的原料或就地填埋。 由于铝灰中含有大量的有害物质，不合理的回收利用或处理，都将给环境造成严重的 二次污染。目前，上海在铝渣处理方面有了新的发展，上海新格有色金属有限公司出 资1500万元建成了年处理8吨以上的铝渣处理系统，系统安装完成后，可将上海地 区的铝渣统一回收，统一处理，这样将大大提高处理能力且减少了二次污染。但是， 铝渣经磁选、球磨、筛分后，每年还会产生近1万吨的粒度在100目以下的铝灰，如 何对铝灰进一步安全地、合理地加以处理以及与环境友好地进行资源化利用，这将成 为迫切需要解决的问题。
目前国内外处理铝灰的方法主要是化学处理法和物理处理法。
化学处理法主要是用盐酸或者硫酸处理铝灰，使其中的铝溶出，然后加入有机添 加剂进行聚合反应，制成聚合氯化铝或聚合硫酸铝。聚合硫酸铝是水处理领域中常用 的絮凝剂。
物理处理法是将铝灰与其他材料一起制成建筑或耐火用砖。在制成瓷砖或耐火砖 的过程中往往需要高温烧结，由于铝灰中成分复杂，所以制成的瓷砖或耐火砖往往产 生大量气孔，其理化性能指标很难达到使用要求。铝灰另外一个利用途径是经过预处 理后，再经高温灼烧，制成α-氧化铝，并可进一步添加配料后烧制成微孔陶瓷滤料。 但是该法由于工艺复杂、设备投资甚高，不太适用。
技术实现要素：
本发明的目的之一是提供一种对废铝灰的无害化和资源化处理的方法。本发明的目的之二是提供一种用废铝灰制备铝酸钠的方法。
本发明是一种用废铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步 骤：
(a)除氨处理：在废铝灰中加入适量稀盐酸，保持其pH值为5～7；加热至80～ 100℃并保持沸腾2～3小时，使铝灰中的氮化物完全转化成氨气被去除，氨 气回收；
(b)脱水处理：除氨后的铝灰进行脱水至含水＜5％；
(c)碱化处理：在脱水后的铝灰中加入NaOH，并搅拌；
(d)浸出：在上述经碱化处理的铝灰中加入适量的水，并加温浸出铝酸钠粗溶液； 浸出温度为65～100℃，浸出时间为1～2小时；
(e)精制：将浸出的铝酸钠粗溶液进行压滤，并用活性炭吸附除去杂质，得到铝 酸钠精制液；
(f)制备稳定饱和溶液：取用10％浓度的NaOH来调节铝酸钠溶液中的Na2O与 Al2O3的分子比(在线仪器测定)，使其达到1.2～1.6；获得稳定的铝酸钠饱 和溶液；并加入稳定剂，其加入量为上述饱和铝酸钠溶液重量的3‰～8‰；
(g)析晶：将上述饱和铝酸钠溶液加热至130～150℃，脱去水分，得到无水铝酸 钠晶体，产品转化率为75％～85％。
本发明所用的废铝灰的化学成分为：(wt％)
Al2O3 60～67％
SiO2 10～14％
MgO 10～14％
Fe2O3 2～5％
CaO 2～4％
ZnO 0.3～0.4％
Cl 3～4％
N 0.5～1.0％
本发明方法的特点和优点如下：
(1)本发明工艺简单，生产成本低；通过本发明方法，可将工业废弃物铝灰变废为 宝，将污染环境的工业垃圾变为有用的原材料，实现了废铝灰的无害化和资源 化处理。
(2)目前铝酸钠一般都是采用氢氧化铝碱解法制备，该法生产成本较高，故本发明方 法也可作为一种辅助方法来制备铝酸钠。
(3)本发明方法中，通过添加稳定剂三乙醇胺，使铝酸钠饱和和溶液的长期储存性能 大大提高。
(4)铝酸钠作为一种重要的无机化工产品，广泛用于水的净化、玻璃和陶瓷蚀刻用的 碱洗涤溶液抑制剂、造纸工业作填充剂、钢表面处理保护剂等等。
具体实施方式
现将本发明的具体实施例叙述于后。
实施例1
本发明方法的具体工艺步骤如下：
(1)除氨处理：将30克铝灰放于反应釜内，加入浓度为0.01N的稀盐酸100ml，加 热至80℃，并保持沸腾2小时，使铝灰中的氮化物完全转化成氨气被去除，氨气回收；
(2)脱水处理：除氨后的铝灰进行脱水至含水＜5％；
(3)碱化处理：在脱水后的铝灰中加入10克NaOH，并进行搅拌；
(4)浸出：在上述经碱化处理的铝灰中，加入100ml去离子水，并加温浸出铝酸钠粗 溶液；浸出温度为80℃，浸出时间为2小时；
(5)精制：将浸出的铝酸钠粗溶液进行压滤，并用活性炭吸附除去杂质，得到铝酸钠 精制液；
(6)制备稳定饱和溶液：取用10％浓度的NaOH来调节铝酸钠溶液中的Na2O与Al2O3的分子比，使其达到1.5；获得稳定的铝酸钠饱和溶液；并加入稳定剂三乙醇胺， 其加入量为上述饱和铝酸钠溶液重量的5‰
(7)析晶：将上述饱和铝酸钠溶液加热至130℃，脱去水分，得到无水铝酸钠晶体24.5g。
本实施例中所用的废铝灰的化学成分为：(wt％)
Al2O3 61.8％
SiO2 10.5％
MgO 10.7％
Fe2O3 2.2％
CaO 2.4％
ZnO 0.38％
Cl 3.7％
N 0.6％
灼烧损失 7.72％
经XRD分析，碱处理后所余残渣为镁硅氧化物和钙镁硅氧化物，以及极少部分 没有溶解的氧化铝，这些成分的残渣不会对环境造成任何污染，而且可以直接用于建筑材料的制备。