[发明专利]一种二次铝灰资源综合利用的方法

说明书

本发明公开了一种二次铝灰资源综合利用的方法，通过火法工艺将铝灰中氧化铝回收，并将氧化铝转化为铝酸钠熟料，可直接出售，也可以返回至氧化铝生产过程中铝酸钠溶出工序，直接产出工业级氧化铝。本发明具有生产过程便于控制、易于工业化稳定生产、产品附加值高、废物零排放等特点，实现了二次铝灰资源化利用。

技术领域

本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种二次铝灰资源综合利用的方法。

背景技术

我国是世界上最大铝生产国和消费国。近年来伴随我国电解铝、再生铝和铝加工产能的不断扩张，上述生产活动中产生的铝灰也不断增多。理论上铝的熔融环节都会产生铝灰，铝灰主要收集来源于漂浮在铝熔体表面的不熔夹杂物、添加剂及与添加剂进行物理化学反应产生的物质，呈松散灰渣状。电解铝铝液转移、精炼、合金化、铸造过程熔体表面会产生铝灰渣(又称：一次铝灰)，以及回收铝过程会产生盐渣和二次铝灰，危废代码：321-024-48。再生铝和铝加工生产过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面会产生铝灰渣(又称：一次铝灰)，及其回收铝过程会产生盐渣和二次铝灰，危废代码：321-026-48。据资料显示，一般生产1吨电解铝原铝铝锭要产生10～20kg铝灰，而对于再生铝和铝加工行业来讲，根据生产合金品种不同所产生的铝灰量也不同，通常生产1吨再生铝和铝加工产品产生铝灰量为50～100kg。

铝灰的成分因各企业生产原材料及操作条件不同而存在差异，也与原料的污染物、使用的覆盖剂、造渣剂和精炼剂有直接关系，同时与铸造熔炼炉内气氛也存在一定的关系。通常铝灰中除含有氟化物危害因子外，还含有氮化物和碳化物等活性成分，这些成分遇水等物质后表现出化学反应性并生成毒性物质。铝灰除类似于炭渣氟的环境危害性外，还存在一定量的有毒元素和化合物，尤其是再生铝和铝加工行业，由于原料来源渠道众多，其产生的铝灰中不仅可能含有硒、砷、钡、镉、铬、铅等,还有吸附二噁英的可能。铝灰中还含有一定量的氮化物,与水反应作用后会生成大量NH3气体、H2气体和CH4气体,这些气体都属于可燃气体,会有引起火灾的风险。另外，铝灰中的AlAs,接触到水后会生成AsH3气体,该气体属于剧毒类气体,对人体伤害极大,若是留存在工作场所会造成空气污染以及导致工人急性砷化氢中毒。因此，铝灰已经逐渐成为电解铝、再生铝和铝加工行业重点环境安全管理的废物，行业急需铝灰低成本处置及利用技术。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种二次铝灰资源综合利用的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种二次铝灰资源综合利用的方法，包括如下步骤：

S1、将二次铝灰、钠碱和催化剂混料均化，得到混合料；

S2、将步骤S1得到的混合料加入干式压球设备中，干法成型压制得到球型混合料；

S3、将步骤S2得到的球型混合料输送至高温焙烧窑炉内进行碱烧结，烧结产出铝酸钠熟料；

S4、高温焙烧窑炉进行碱烧结过程中所产生的尾气用于预热球型混合料，尾气冷却后经除尘净化后达标排放；尾气冷却的过程中，尾气中的盐分冷凝结晶，利用冷凝结晶的盐分制备得到用于铝灰回收金属铝工序的辅料打渣剂；

步骤S3得到的铝酸钠熟料直接对外销售或经碱溶后固液分离得到铝酸钠溶液和浸出渣，得到的铝酸钠溶液输送至氧化铝生产系统用于生产氧化铝，浸出渣洗涤后作为生产耐火材料的原料。

进一步地，步骤S1中，采用颚式破碎机、辊式破碎机、立式细碎机、球磨机中的一种将二次铝灰、钠碱和催化剂混料均化。

进一步地，步骤S1中，所述钠碱包括氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠中的一种或者多种，添加量为二次铝灰重量的1.0-1.5倍。

进一步地，步骤S1中，所述催化剂为有机物纤维素类球团粘结剂，添加量为二次铝灰重量的0.08-0.12倍。