[发明专利]一种常压碱浸-硫酸熟化-加热酸浸的铝灰回收工艺

说明书

本发明公开了一种常压碱浸‑硫酸熟化‑加压酸浸的铝灰回收工艺，具体包括以下步骤：将铝灰加入到碳酸钠溶液中进行常压碱浸，碱浸渣烘干后加入浓硫酸熟化，熟化过程中产生的气体用铝酸钠碱浸液吸收，吸收后液经经蒸发结晶浓缩后得到铝酸钠、氯化钠、氟化钠混合结晶体作为铝熔铸打渣剂，熟化后的碱浸渣与水加入到酸性加压釜中进行加压酸浸反应，加压酸浸液作为硫酸铝产品直接外售；加压酸浸渣经高温烧结后制得高温耐火材料。本发明提供了一种无“三废”产生的铝灰无害化综合回收利用工艺。

技术领域

本发明属于铝冶炼行业及其环保技术领域，具体涉及一种常压酸浸-硫酸熟化-加热酸浸的铝灰回收工艺。

背景技术

铝灰经过金属铝的人工分拣、铝液分离回收和球磨回收后的剩余铝灰，不含金属铝，该铝灰又叫铝灰（作为项目原料的铝灰，指铝灰）。铝灰主要成分为三氧化二铝（Al ₂ O ₃）、氯化物和氟化物，还含少量有电解槽内衬耐火材料所带如的硅（Si）、钠（Na）、镁（Mg）、钙（Ca），和熔化的冰晶石（Na ₃AlF₆）、氟化铝（AlF）等。其产量大，其中可溶性的氯化物和氟化物污染环境，属于危废渣。

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。铝灰的主要成分为三氧化二铝，具有一定的经济价值，但如何回收利用，却存在问题。经过多年的不断探索，人们已经开发出了许多铝灰(渣)综合利用方法，如回收金属铝、生产硫酸铝、棕刚玉、合成聚合氯化铝、合成油墨用氧化铝等。

以上的生产方法，对于铝生产企业来说，是不太现实的。部分铝生产企业采用厂区建查库堆存的方式，但随着产量的不断增加，处理压力大，并且与日俱增。也有部分铝生产企业根据周边的产业配套情况，采用委托有资质的专业废渣处理厂家处理的途径，处理的外委成本，增加了铝生产企业的经济负担。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灰中回收各有价元素的技术，对于提高企业的经济效益、保护生态环境都有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种常压酸浸-硫酸熟化-加热酸浸的铝灰回收工艺。

本发明的目的是这样实现的，包括常压碱浸、硫酸熟化、加压酸浸和后处理步骤，具体包括：

A、常压碱浸：将原料铝灰中加入原料铝灰质量20~100%的氢氧化钠溶液进行调浆，然后升温至40~90℃保温0.5~8h，过滤得到常压碱浸液a和常压碱浸渣b；

B、硫酸熟化：将碱浸渣b洗涤烘干后加入碱浸渣b质量20~100%的浓硫酸进行熟化得到碱浸渣c，熟化过程中产生的HF、HCl气体采用常压碱浸液a进行吸收，蒸发结晶浓缩后得到铝熔铸打渣剂；

C、加压酸浸：将碱浸渣c置入到加压釜中，加入碱浸渣c体积1~5倍的水，然后再加入浓硫酸调至酸浸溶液的质量百分浓度为5~100%，在温度100~160℃、压力0.1~1MPa下加压酸浸反应1~8h得到加压酸浸液d和加压酸浸渣e；加压酸浸液经蒸发结晶浓缩后得到硫酸铝产品；

D、后处理：加压酸浸渣e经高温烧结后得到高温耐火材料。

本发明针对当前铝灰处理工艺的问题，开发出一种以常压碱浸-硫酸熟化-加压酸浸的综合回收工艺，本工艺的目的在于将铝灰中的Na、F、Cl和部分Al碱浸到溶液中，剩余少量冰晶石的碱浸渣通过硫酸熟化后将F以HF进入烟气用碱浸液吸收，硫酸熟化后的碱浸渣与水进行加压酸浸反应使剩余活性氧化铝、镁、钠、钾、铁进入酸浸液中，酸浸渣高温烧结后制成高温耐火材料；水、气、固三相物质都得到有效利用，提供了一种无“三废”产生、环保经济的铝灰回收方法，解决了目前铝灰中F、Cl污染并难以利用的问题。