[发明专利]一种二次铝灰无害化利用的方法

说明书

一种二次铝灰无害化利用的方法，将水与二次铝灰混合，加热搅拌浸出；水浸后进行固液分离，得到初级滤液和初级滤渣；将所述初级滤液进行加热蒸发，得到可溶性盐；将所述初级滤渣和酸混合，并加热搅拌浸出；酸浸后进行固液分离，得到次级滤液和次级滤渣；将所述次级滤渣用于制砖；将所述次级滤液进行调节pH，将pH调至2.5～3.0之间；将调节pH后的次级滤液加热熟化，然后得到聚合氯化铝。本发明最大化的利用二次铝灰中铝元素，将难与酸反应的氮化铝通过高温水浸,转变成易与酸反应的氢氧化铝,提高了二次铝灰中铝元素的溶出,使制备出的聚合氯化铝产品中氧化铝的含量提高；而且能回收二次铝灰中盐溶剂和氮元素，降低浸出渣对环境的危害。

技术领域

本发明涉及铝工业废弃资源回收利用领域，具体为一种二次铝灰无害化利用的方法。

背景技术

铝灰是铝电解过程中产生的一种漂浮于电解槽铝液上的浮渣。铝灰主要分为一次铝灰（白灰）和二次铝灰（黑灰）。一次铝灰是原生铝生产铝过程中所产生的铝渣，其主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达30-70%。二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂，主要包含少量的铝（含量10 wt%以下），盐熔剂（10%以上），氧化物和氮化铝（含量在15-30 wt%）。根据《国家危险废物名录》（2016年）规定：铝电解过程中电解槽维修及废弃产生的废渣、铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣、铝电解过程中产生的盐渣和浮渣、铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣四种废渣属于HW48有色金属冶炼废物。因此，铝灰的回收及利用对环境保护、资源的高效利用和经济可持续发展具有重要的意义。

目前，对于二次铝灰的利用有生成棕刚玉、耐火材料、Sialon陶瓷和制备聚合氯化铝等，其中，用铝灰制备聚合氯化铝最为广泛。现有的研究或专利利用铝灰制备聚合氯化铝主要有两种方法：（1）铝灰直接用盐酸浸出，然后用浸出液制备聚合氯化铝。如公开号CN102295305A的专利公开的一种聚合氯化铝的生产方法，该专利中是利用盐酸与铝灰直接反应，并加入重铬酸钾做催化剂，溶出氯化铝后加热熟化，再分离出液体聚合氯化铝，但是该方法所用的重铬酸钾有毒，对人体和环境造成伤害和污染。公开号CN104229903A公开由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，也是用酸性溶液直接与铝灰反应制备聚合氯化铝。公开号CN205294868U和CN206965737U公开的用铝灰制备聚合氯化铝的装置均是基于铝灰与酸直接反应制备聚合氯化铝。（2）铝灰用水洗涤后，然后与酸反应制备聚合氯化铝。如公开号CN102674422A和CN106892444A，这两项专利均是用自来水洗去铝灰中可溶物后，然后与酸反应制备聚合氯化铝；公开号CN106745618A公开的利用铝灰制备净水剂的方法，用沸水洗涤铝灰，过滤烘干后的铝灰再与酸反应制备聚合氯化铝，但是该方法洗涤过程不能有效的分解氮化铝，且烘干过程增加能耗和处理工艺。

然而对于目前处理二次铝灰的专利和工艺，缺乏对铝灰中盐溶剂的回收及氮化铝的处理及利用。二次铝灰中氮化铝含量在15-30%之间，在潮湿环境中会分解释放氨气，污染环境，但氮化铝是二次铝灰中具有较高利用价值的物质。氮化铝在水中的分解存在一段时间的诱导期，短时间或低温度洗涤铝灰并不能使氮化铝有效的分解，且氮化铝在热水中的分解速率高于在热酸中的分解速率。由于目前采用酸直接处理二次铝灰或将二次铝灰用水短时间洗涤后再采用酸处理，这两种方法，氮化铝的分解量都很低，对氮化铝的利用困难。二次铝灰中的盐和氮化铝均是一种可用的资源，若不加以回收利用，不仅造成资源浪费，而且会污染环境。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种二次铝灰无害化利用的方法，一方面能回收二次铝灰中盐溶剂和氮元素，降低浸出渣对环境的危害，另一方面能最大化的利用二次铝灰中铝元素，使制备出的聚合氯化铝产品中氧化铝的含量提高。

本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：一种二次铝灰无害化利用的方法，包括以下步骤：

（1）将水与二次铝灰混合，加热搅拌浸出；