[发明专利]一种安全无害化处理铝灰的方法

说明书

本发明涉及铝工业废弃资源铝灰的回收利用技术领域，具体公开了一种安全无害化处理铝灰的方法。本发明通过对铝灰进行分阶段处理，即通过一次脱氨处理、制浆再脱氨、催化脱氨的步骤，使铝灰中的氮化铝分阶段进行分解产生氨气，氨气释放平稳缓和，氨气浓度被控制在爆炸极限范围之外，提高了铝灰处理系统的生产安全系数。制浆再脱氨、催化脱氨过程产生的氨气水分含量高，氨气浓度低，称之为夹带有氨气的水汽，将夹带有氨气的水汽收集送至一次脱氨处理过程，作为铝灰一次脱氨的反应原料，处理得到高浓度氨气，有效解决了铝灰脱氨产生的氨气浓度过低的问题，省去了蒸发浓缩氨气的成本。

技术领域

本发明涉及铝工业废弃资源铝灰的回收利用技术领域，特别是涉及一种安全无害化处理铝灰的方法。

背景技术

铝灰是电解铝、铝加工或铸造铝等生产中产生的产物。其主要来源于熔炼铝及铝合金生产过程中漂浮于铝熔体表面的不熔夹杂物、氧化物、添加剂以及与添加剂进行物理、化学反应产生的反应产物等，产生于铝发生熔融的所有生产工序。铝灰中含有铝及多种有价元素，主要由金属铝(5-70％)、氮化铝(10-50％)、氧化铝(20-40％)、其他金属氧化物(2-10％)和盐熔剂(2-30％)组成。根据金属铝含量的不同，铝灰又可分为一次铝灰和二次铝灰，一次铝灰(白铝灰)铝含量范围是15％-70％，二次铝灰颜色发黑，含铝量一般在5-15％。铝灰中的金属铝和氧化铝含量较高，是一种宝贵的可再生资源。铝灰中的氮化铝潮解会释放产生氨气，氨气是一种恶臭性气体且具有易燃爆炸性。铝灰中的盐熔剂主要为氯盐和氟盐，其中可溶性氟化物含量很高，因此铝灰如处理不当，将对土地、水体、空气等生态环境造成严重污染。根据2106年《国家危险废物名录》，铝灰为铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣，属于危险废弃物。

铝灰的危害性主要是可溶性氟化物和氮化铝水解产生氨气，其中氟化物可以通过加入固氟剂进行固化，可以使其浸出毒性达到一般固废标准，因此铝灰无害化处理的关键是氮化铝的处理。

例如申请号为201710634163.9的专利文献中公开了一种高效铝灰中AlN水解回收利用工艺及其装置、申请号为201810373362.3的专利文献中公开了一种铝灰氨气资源化回收利用装置、申请号为201710893673.8的专利文献中公开了一种调压-水热旋流工艺强化铝灰脱氮的方法，以上公开的方案都是采用湿法工艺处理氮化铝，尽管可以做到氨气的吸收和处理，但是由于常温下氮化铝水解速度慢，因此处理过程对环境持续影响时间长，危害大，且产生的氨水浓度低，不能直接作为产品销售使用。

专利号为201510808471.X的专利文献中公开了一种铝灰综合利用处理方法，其中公开了氮化铝的催化水解技术，即通过加入催化剂进行催化脱氨，可以快速分解产生氨气，可有效解决铝灰脱氨处理过程长对环境持续影响的问题。但是在实际生产过程中发现，氨气快速分解有可能造成爆炸等风险，因此需要对爆炸风险进行控制。同时，由于氨气在铝灰浆体反应时会带出大量的水分，造成氨气浓度太低。如采用蒸发浓缩氨气，而会造成蒸发成本太高。

基于上述原因，有必要提供一种安全无害化处理铝灰的方法，解决铝灰脱氨处理过程中氨气过快反应的问题，防止爆炸风险，同时还可以有效解决产生的氨气浓度过低的问题。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种安全无害化处理铝灰的方法，可以有效防控爆炸风险，提高处理过程的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种安全无害化处理铝灰的方法，包括步骤：

S1：铝灰一次脱氨

将待处理铝灰与水汽或夹带有氨气的水汽在一次脱氨处理装置中接触反应进行一次脱氨处理，待处理铝灰所含氮化铝的1％～50％发生反应，释放出氨气，将待处理铝灰一次脱氨过程中的氨气收集，得到高浓度氨气，所述高浓度氨气中氨气体积浓度为3～50％；

S2：制浆再脱氨