[发明专利]一次性利用铝灰中氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及铝灰利用技术领域，特别是涉及一种通过添加碳酸钠进行焙烧，一次性利用铝灰中氧化铝的方法。

背景技术

铝灰是再生铝生产过程中的一种浮渣，主要来源于熔炼过程漂浮于铝熔体表面的不熔夹杂物及添加剂。因其与其他金属熔炼过程中产生的废渣不同，呈现松散的灰渣状，因此称其为铝灰。由于废杂铝受到不同程度的污染，成份复杂，杂质含量较高，因此在熔炼过程中需要添加各种添加剂，因而铝灰的产生量很大，按目前国内再生铝的产量，每年约产生20万吨的铝灰。铝灰中含有大量的金属铝及氧化铝，所以对铝灰的回收和利用显得尤为重要。

目前，铝灰的回收利用方法主要有：炒灰回收法，回转窑处理法，压榨回收法及冷处理回收法等。这几种回收方法都是回收铝灰中的金属铝，比较常用的是炒灰回收法。炒灰回收法虽然操作简单，但回收率低，在翻炒过程中容易生产大量的粉尘，对环境造成较大的污染。另外，以上几种方法对金属铝的回收率较低，回收后的弃灰很难再进行综合利用，一般只能做廉价的建筑材料的原料。在环保形式日益严峻的今天，现有的几种铝灰处理利用方法受到很大的限制。

目前的几种处理铝灰的方法虽然简单，但是已经不能满足当前日益严峻的环保形式，铝灰的回收利用已经成了困扰众多再生铝企业的一个难题。研究一种一次性综合处理利用铝灰的新方法，最大限度的回收铝灰中的有用成份，不仅可以提高铝灰的价值，而且可以减少灰渣排放，避免二次污染，对再生铝的发展会起到推动作用，对整个行业有十分重要的意义。

申请公布号 CN 101905892 A的专利申请，虽然公开了一种将硅渣和铝渣回收利用制备 4A 沸石的工艺方法，该工艺方法利用磷化工副产氟硅酸生产氟化铝的过程中产生的含 F、Al 元素的硅渣和电解铝生产过程中产生的铝渣 ( 又名铝灰)作为原材料来生产4A沸石，其合成路线为：对硅渣进行预处理反应生成水玻璃，另一方面对铝渣进行预处理反应生成偏铝酸钠，然后将水玻璃和偏铝酸钠进行合成反应生成4A沸石。也涉及了对于铝渣的再利用，但是该方法只是回收了铝灰中金属铝部分，而铝灰中大量的有价成分氧化铝则无法回收利用。这样，不仅造成原料中有价成分的浪费，而且会形成二次废渣污染。同时，稀碱液与金属铝反应剧烈，操作十分困难，反应过程生成H₂也容易造成一定的危险。因此，上述专利申请利用铝灰的方法，不仅不科学，而且存在一定的危险性。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一次性利用铝灰中氧化铝的方法。廉价制备4A沸石用铝酸钠原料的同时，又可以一次性综合回收铝灰中金属铝及氧化铝，操作简单、质量稳定的铝灰利用的新方法。

本发明的一次性利用铝灰中氧化铝的方法技术方案为，依次包括如下步骤：

（1）将铝灰用雷蒙磨磨细；

（2）添加碳酸钠，混合均匀；

（3）焙烧；

（4）将焙烧好的物料用稀碱液进行溶出，并快速分离，得到铝酸钠溶液；

（5）将铝酸钠溶液用水或稀碱液进行调配，满足4A沸石合成所要求的氧化铝的浓度；

（6）调配后的铝酸钠溶液与液体水玻璃进行合成反应，得到合格的4A沸石产品。

步骤（1）中磨细的铝灰d(50)为10-60um。

步骤（2）中碳酸钠的添加量，按照碳酸钠中氧化钠与铝灰中的氧化铝的摩尔比为1.02-1.1进行添加。

步骤（3）焙烧温度为850-1000℃，焙烧时间为1-3h。

步骤（4）中稀碱液是氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，优选为碳酸钠溶液，Na₂O浓度为30-60g/L，液固比2-4:1（液固比是指稀碱液和焙烧好的物料质量比）。

步骤（5）中的稀碱液中Na₂O浓度为50-80g/ L。

步骤（5）中调配的铝酸钠溶液中氧化铝的浓度为60-90g/L。

步骤（6）中合成反应过程中，液体水玻璃中二氧化硅与铝酸钠中氧化铝的摩尔比2.0-2.2。

本发明的有益效果为：本发明克服了传统铝灰回收只能回收其中金属铝，而且回收率偏低的缺点，通过添加碳酸钠进行焙烧，然后用稀碱液溶出，制备廉价的生产4A沸石的铝酸钠原料，不仅可以有效提高铝灰中的氧化铝回收率，操作简单，降低成本，而且可以减少或避免传统铝灰回收所造成的二次污染。采用本专利综合利用铝灰，回收率高，环保无污染，对再生铝行业的发展将带来深远的意义。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。