[发明专利]一种二次铝灰无害化及全元素资源化的系统及工艺

权利要求书

1.一种二次铝灰无害化及资源化的工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将二次铝灰加入到二次铝灰预处理装置(1)中进行预处理，得到筛分后的铝灰；

步骤二、将筛分后的铝灰加入到水解反应装置(2)中，再加入水进行反应，筛分后的铝灰：水的质量比为1：1-15，得到水解反应后的废气和浆液，浆液主要成分为氧化铝、氢氧化铝、氨、氯化钠，还有少量的氟化钙、硫酸钙、偏铝酸钠、氟化钠、硫酸钠杂质；

反应可用两级水解反应：

第一级常温常压下反应，大部分的盐被溶解到水中，少量的ALN分解为AL(OH)₃与氨，反应时间为0.1～3个小时，水解发生以下的反应：

Na₂O+H₂O——2NaOH

Al₂O₃+3H₂O——2Al(OH)₃

2NaOH+SiO₂——Na₂SiO₃+H₂O

2NaOH+Al₂O₃——2NaAlO₂+H₂O

第二级反应在80-100度、0.1-1.0MPa的条件下密封进行水解反应，反应时间为0.5-5小时，绝大部分的ALN进行了水解反应，反应式如下：

ALN+3H₂O——AL(OH)₃↓+NH₃↑

将反应产生的废气加入到尾气处理装置(3)中，尾气分两级处理，首先用水对尾气中的氨进行吸收，再用盐酸或稀硫酸吸收尾气中的剩余的氨，尾气达标排放，尾气处理装置(3)得到吸收废液，废液主要成分为氨、氯化氨及水；

步骤三、将水解反应装置(2)反应后的浆液加入到第一过滤装置(4)中过滤，过滤后的滤饼用清水洗涤，洗涤后的滤饼几乎无异味；

步骤四、将第一过滤装置(4)过滤后的滤液、洗涤液以及尾气处理装置(3)处理后的吸收废液混合，加入到汽提脱氨装置(5)中汽提脱氨，回收废水中的氨制成20％的氨水外售，得到脱氨后的废水，废水中含氨小于10mg/L；

步骤五：将脱氨后的废水进行除杂，分别除去废水中的硅酸根、偏铝酸根、氟离子、硫酸根，采用以下两种路径之一：

路径一：将脱氨后的废水加入到第一反应装置(6)中，再加入盐酸，调节pH为5.5～7.5；其中的偏铝酸钠与盐酸反应后析出氢氧化铝固体，反应式为：

NaALO₂+HCL+H₂O——NaCL+AL(OH)₃↓

然后通过第二过滤装置(7)过滤，第二过滤装置(7)过滤后的滤液加入到第二反应装置(8)，然后加入盐酸，调节pH为2～5，其中少量的硅酸钠与盐酸反应后析出硅酸，反应式为：

Na₂SiO3+2HCl——2NaCl+H2SiO3↓

反应后在第三过滤装置(9)过滤，滤饼主要成分为硅酸，滤液中主要成分为氯化钠及氟化钠；

将第三过滤装置(9)过滤后的滤液加入到第三反应装置(10)中，加入质量浓度为5-50％的氢氧化钙溶液，废水中的氟化钠与氯化钙反应，生成氯化钠与氟化钙沉淀，废水中的硫酸钠与氯化钙反应，生成二水硫酸钙沉淀，加氯化钙直至无沉淀产生，具体反应式如下：

2NaF+CaCL₂——CaF₂↓+2NaCL

Na₂SO4+CaCL₂+2H₂O——CASO₄·2H₂O↓+NaCL

然后在第四过滤装置(11)中过滤，滤饼为氟化钙和二水硫酸钙混合物，滤液的氟离子含量小于10mg/L；

路径二：

将脱氨后的废水与质量浓度5-50％的氯化钙溶液在第七反应装置(17)中进行混合反应，发生以下反应：

2NaALO₂+CaCl₂——Ca(AlO2)₂↓+2NaCl

Na₂SiO3+CaCl₂——CaSiO3↓+2NaCl

2NaF+CaCL₂——CaF₂↓+2NaCL

Na₂SO4+CaCL₂+2H₂O——CASO₄·2H₂O↓+NaCL

废水中的偏氯酸根、氟离子、硅酸跟、硫酸根与钙离子反应后生成沉淀，然后在第六过滤装置(18)过滤后的滤饼去做水泥原料处理；

步骤六、第四过滤装置(11)或第六过滤装置(18)过滤后的滤液根据实际情况采用一下两种方案之一：

方案一：加入到第四反应装置(12)中，再加入液碱调节pH到6.0～9.0，废水中的氨低于10mg/L，氟离子低于10mg/L，可达标排放；

方案二：加入到蒸发结晶装置(13)中进行蒸发结晶，然后离心过滤，分别得到氯化钠和蒸汽冷凝水，氯化钠固体外售。