[发明专利]一种高效无害化处理铝灰的方法

说明书

本发明属于环保材料技术和有色金属冶炼技术领域，特别涉及一种铝工业生产中铝灰的处理方法。该方法以湿化学法球磨工艺强化铝灰反应为主，并加入催化剂、促进剂等加强铝灰水解反应效果，达到除去铝灰中氮的目的，将铝灰通过无害化处理后变为一种可利用的无害化粉体材料。本发明提供的无害化铝灰的的处理方法采用湿法处理铝灰，避免了铝灰易燃易爆等危险性，提高了操作安全系数；用湿法球磨的方式代替机械搅拌，在搅拌的过程中，利用球磨的机械力，强化铝灰的水解效果；缩短了工艺流程，在球磨分铝的同时，可以进一步细化铝灰，使反应更充分，提高铝灰的脱氮效果，缩短反应时间，在工业生产上能够极大的节约能源。

技术领域

本发明属于环保材料技术和有色金属冶炼技术领域，特别涉及一种铝工业生产中铝灰的处理方法。

背景技术

铝灰是原铝生产、铝合金及加工、废铝回收等铝工业过程中产生的一种高污染废弃物。该废弃物为高温下铝与空气反应形成的必然产物，产量巨大。铝灰的成分复杂，因生产环节不同、生产厂家的原料及操作条件不同而略有变化，但通常含有金属铝，铝的氧化物、氮化物，氯盐以及一些其他成分。目前铝灰分离出夹带的金属铝以后，大部分堆存或填埋处理。但由于铝灰含有的氮氧化物很不稳定，易发生化学反应，形成易燃的、有害的刺激性气体，造成空气污染。另外，铝灰中还会存在一些可溶于水的盐类污染物，可对土壤和地下水造成严重污染。铝工业生产及加工铝过程中常伴随着铝灰等废弃物的产生，在铝电解生产中，每产出原铝大约1t的量，相应的就要产生30～50kg的待处理铝灰；在铝加工及再利用生产中，每吨铝又将产生30～40kg的待处理铝灰。经调查，2019年我国铝产量已达3500万吨/年，铝灰实际产量已经突破200万吨，且以2%左右的速度在持续增加。

近年来，已有不少专家学者对铝灰的处理进行的大量的研究，东北大学的康天宇等人做了铝灰处理与循环利用研究，将铝灰中的金属铝回收后，剩下的二次铝灰加入到电解槽中，实现了铝灰的循环利用；昆明理工大学的周扬明等人做了铝灰的无害化处理及综合利用研究，通过加入液固比大于4：1的水洗涤，然后加入添加剂焙烧的方法达到无害化铝灰的目的。

专利CN201410499871.2公开了一种铝灰无害化处理并回收利用的方法，该方法将铝灰二次处理回收金属铝、水浸脱除氮化物、焙烧脱除氟化物、碱熔融烧结、烧结料溶出、铝酸钠溶液脱除杂质后作为生产砂状氧化铝原料。专利CN201611099617.9公开了一种铝灰资源化处理方法，该方法将铝灰进行脱氮、氟、砷处理后焙烧，得到的熟料破碎酸浸除金属杂质，得到成品氧化铝。专利201611266169.7公开了一种无害化处理铝灰的方法，该方法将铝灰经球磨分铝后加水搅拌浸出，除去铝灰中的氮化物，然后除铁离心脱水干燥，得到无害化后的铝灰。专利CN201710104633.0公开了铝灰回收再利用方法，该方法先将铝灰调浆，进行脱氨处理，然后将浆料输送进反应釜中，待反应结束后固液分离干燥煅烧，得到氧化铝。专利CN201710678051.3公开了一种二次铝灰无害化综合利用的方法，该方法采用湿法工艺，脱除铝灰中的氮化物和盐类，经固液分离后得到滤饼用于制备铝酸钙材料。专利CN201710893673.8公开了一种调压-水热旋流工艺强化铝灰脱氮的方法，该方法分为灰/铝分离，喂料，脱氮，沉降过滤洗涤，干燥五个步骤，通过在反应器中施加旋流，控制氨气逸出速率，控制铝灰脱氮反应速率，提高铝灰脱氮效率。专利CN201810731116公开了一种铝灰处理工艺中惰性铝灰处理的方法，该方法将铝灰和生料浆的混合物依次经回转窑烧成，冷却机冷却，最后在球磨机中进行熟料溶出。专利CN201810862255公开了一种低污染的二次铝灰处理方法，该方法步骤主要包括二次铝灰水洗脱盐、液固分离滤液脱氟、滤液蒸发结晶回收复合盐、液固分离滤饼焙烧脱氮，处理后的铝灰达到国家无害化要求。专利CN201811279802.5公开了一种安全无害化处理铝灰的方法，该方法主要通过一次脱氨处理、制浆再脱氨、催化脱氨三个步骤，使铝灰中的氮化铝分阶段进行分解产生氨气并安全回收，从而达到无害化处理铝灰的目的。

随着我国电解铝产量、铝加工、废铝回收量的逐年增加，将产生大量的铝灰，如不妥善处理，不仅浪费了资源，而且还污染环境，所以对铝灰的无害化处理与利用具有重要的意义。

发明内容