[发明专利]一种铝灰回收利用工艺

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，进一步属于有色金属冶炼技术领域，具体涉及一种铝灰回收利用工艺。

背景技术

目前原生铝生产面临的问题是:一方面铝土矿日益减少，人类的过度开采和利用已使得铝资源十分匾乏;另一方面原生铝的冶炼消耗大量能源，必然造成其它能源的浪费。面对有限的铝资源和日益增大的铝需求量，适度开发、综合利用铝土矿、减缓铝土矿过快消耗、延长铝土矿开采年限等措施的执行已显得十分紧迫，而从长远看，寻找到可循环利用铝二次资源的方法将较大程度地改观目前铝资源缺乏的现状，且有文献表明，铝二次资源回收所消耗的能量仅为原生铝生产过程所耗能量的5%，无论从可持续发展角度还是节能角度考虑，铝二次资源的回收都将成为一种必然的趋势。

铝灰作为一种重要的铝二次资源，越来越受到人们的重视。刚出炉的铝灰通常含有60%~70%的金属铝，经过常规的回收处理后，剩余的废铝灰中仍含有10-15%的金属铝，通常采取填埋的方式进行处理，不仅造成资源的浪费，同时也造成环境的污染。随着经济的发展，铝渣积蓄量的逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效并且环保的方法加以治理，将越来越突显其对环境保护的严重威胁。我国目前铝渣处理回收率低，能量消耗大和浪费大，应大力发展新技术和采用先进设备来改变这一落后状态。研究和开发从工业铝渣、铝灰中回收铝技术，对于提高企业的经济效益，保护生态环境就具有重要的现实意义和实用价值。

我国电解铝行业每年产生铝灰的量很大，堆积占用土地，污染环境；另一方面，铝灰是一种可再生的资源，但一直没得到足够的重视，成为破坏环境的一个因素，随着经济的发展，废铝积蓄量的逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、环保的方法加以处理，将越来越突显其对环境的严重威胁。我国新颁布的新《环境保护法》已于2015年1月1日正式生效。该法案的正式生效对我国的环保提出了更高的要求。所有的生产企业所承受的环境压力也越来越大。我国目前铝渣处理回收率低，能量消耗大和浪费大，应大力发展新技术和采用国外的先进技术、设备来改变这一落后状态，研究和开发综合有效加工处理工业铝渣、铝灰技术，对于提高企业的经济效益，保护生态环境具有很重要的现实意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝灰回收利用工艺。

本发明的目的是这样实现的，包括以下步骤：

A、将铝熔铸产生的铝灰与水按质量比1:1~1:10进行调浆得到矿浆a，调浆过程中产生的NH₃通过吸收塔吸收制成氨水；

B、将矿浆a置于加压反应釜中，于温度80~200℃、压力0~1.0MPa下加压水浸反应0.1~4h，经减压蒸发、液固分离后得到浸出液和浸出渣，浸出液经蒸发结晶浓缩后得到铝合金熔铸覆盖剂或通过脱氟后经蒸发结晶浓缩得到工业用盐，浸出渣经多段逆流洗涤、液固分离后得到洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回搅拌槽调浆或加压反应釜循环，洗涤渣经高温干燥后返回铝电解使用或作为棕刚玉原料。

具体操作步骤如下：

1、铝熔铸产生的铝灰与水按质量比1：1～1：10在搅拌槽内进行调浆6~24h，调浆过程中产生的NH₃通过吸收塔吸收制成氨水(质量浓度为30~50%)，调浆后的矿浆经泵输送至加压反应釜。调浆过程中发生的水解反应如式(1):

AlN+3H₂O=Al(OH)₃+NH₃(1)

2、将加压釜中的矿浆升温至设定温度后保温一定时间，保温结束后经减压蒸发、液固分离后得到浸出液和浸出渣。

3、浸出渣经多段逆流洗涤、液固分离后得洗涤液和洗涤渣，洗涤液返回搅拌槽或加压釜进行调浆，洗涤渣经高温干燥1~4h(400~1000℃)后返回铝电解槽使用。

4、将浸出液经蒸发结晶浓缩后得到铝合金熔铸覆盖剂或通过脱氟后蒸发结晶浓缩后得到工业用盐。

本发明所产生的积极作用和优点：

（1）铝灰调浆过程完全分解了AlN，产生的NH₃通过吸收塔吸收后制成氨水，避免了NH₃对环境的污染又增加了产品的价值。

（2）加压水浸处理铝灰，可以得到含氯低于0.01%的含氟氧化铝，避免了氯在铝电解过程释放出氯气对环境产生污染；

（3）加压水浸得到的浸出液经蒸发结晶浓缩后得到含Na、Cl、F高达92%以上的结晶固体，可作为铝合金熔铸过程中的覆盖剂，或加压水浸得到的浸出液通过脱氟后经蒸发结晶浓缩得到含Na、Cl大于92%，Ca、Mg小于0.4%的结晶固体，可作为工业用盐。