[发明专利]一种二次铝灰无害化处理的方法

说明书

一种二次铝灰无害化处理的方法，包括以下五个工艺步骤：(1)原料准备，制备二次铝灰；(2)在水解槽中进行水解水解；(3）用压滤机进行压滤并洗涤；(4)用氢氧化钙固氟；(5)反应产生的氨气在三级淋洗塔洗涤。本发明方法有以下优点：首先，针对二次铝灰水解过程产生的氨气、氢气，采取水解槽密闭形式防止空气混入、采取连续加料形式，连续出料，有效避免瞬间产生大量氨气、氢气爆炸事故，是一种安全可靠的回收工艺；其次，整个工艺过程耗能设备不多，耗能较低；生产成本相对于煅烧、酸浸等工艺较低，产品高铝料、副产物萤石氟化钙和稀氨水均可综合利用，经济效益高。适用于电解铝工业处理铝灰副产物。

技术领域

本发明涉及铝的化合物，具体而言，涉及用铝化合物制备氢氧化铝，进一步来说，涉及二次铝灰的处理及利用。

背景技术

铝灰是电解铝工业的副产物，分为一次铝灰及二次铝灰。一次铝灰是电解铝厂、再生铝厂等涉铝行业熔铸过程中定期扒出的灰渣，其中金属铝含量在15％～20％。企业通常采用炒灰或压榨等方法回收铝灰中的金属铝。一次铝灰经过研磨筛分出单质铝，得到的细灰即为二次铝灰。二次铝灰除含有氧化铝之外，还含有氮化铝、氟化物等有毒有害物质，根据名列国家危险废物名录(2021年版)二次铝灰是一种危险废弃物。目前对二次铝灰的处理方法主要分为无害化及资源化，无害化是指二次铝灰经过处理去除氮化铝、氟化物、盐分等杂质后得到无害化铝灰进行安全填埋；资源化是指脱除有毒有害物质后二次铝灰经过高温或冷加工制成不同的产品如钢爪保护环、棕刚玉磨料、精炼剂和净水剂等，或是返回电解槽作为电解铝原料。

现有处理二次铝灰的主要技术工艺及存在的问题如下：

①将铝灰与氯气反应，形成氮气、氯化铝和氯化硅等，然后将氯化铝引流至加压氧压转化炉，通入氧气，将氯化铝转化为氧化铝及氯气。如专利申请件202110216809.8号《铝灰球团氯化-氧压转化制备氧化铝及全组分利用的方法》。该方法用的氯气属于剧毒物品，生产安全风险大；需投入氯气制备设备生产成本高，其次反应过程设备属于带压设备，反应条件苛刻，安全方面需投入大量资金，能耗较高。

②利用铝灰作为原料，然后进行高温烧结，得到熟料，将熟料加水进行浸出，然后固液分离，固体部分进行烘干，滤液部分通入CO₂，进行碳酸化分解反应，反应后固液分离得到固体和滤液，固体进行烘干得到氢氧化铝，滤液进行浓缩结晶得到碳酸钠。例如专利申请件202110207727.7号《一种铝灰铝渣与大修渣联合回收铝的处理方法》。该工艺主要限制与二氧化碳的制备，目前工业化制备二氧化碳主要有采用高温煅烧碳酸钙制得二氧化碳，生产乙醇发酵过程中产生的二氧化碳气体，经水洗、除杂、压缩，制得二氧化碳气等工业化生产。二氧化碳制备投入较大，煅烧法受限于矿石的来源，设备煅烧时耗能较高，二氧化碳为窒息性气体，将带来安全问题。

③利用二次铝灰制备聚合氯化铝净水剂，例如中国专利申请件202011176647.1号《一种由再生铝二次铝灰制备聚合氯化铝净水剂的方法》，其主要工序包括以下步骤：筛分：将铝灰进行筛分，筛上物为单质铝，筛下物为二次铝灰，将二次铝灰进行水洗，对水洗后的物料进行过滤得滤渣，对滤渣进行冲洗和干燥，将滤渣与盐酸溶液混合，加热并搅拌，得到滤饼及滤液，滤液用碱液调节pH值并提高盐基度，加热聚合后再静置熟化，制得淡黄色透明液体聚合氯化铝。这个工艺需要购买盐酸，盐酸属于危险化学品，须从盐酸生产厂家进行购买，原料受限于原料厂家，对运输及生产管理要求较高。

可见开发一种流程短、污染小、易于产业化、处理成本低的铝灰无害化综合利用技术，是我国铝生产企业的迫切需要。

发明内容

本发明旨在提供一种二次铝灰无害化处理的方法，既实现二次铝灰无害化，又对其综合利用，为铝冶炼企业创造良好的经济和社会效益。

发明人提供的二次铝灰无害化处理的方法，包括以下工艺步骤：

(1)原料准备