[发明专利]一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置，包括底板和安装在底板上下两侧的铝灰渣处理箱、电解池；所述铝灰渣处理箱的中间位置竖直安装有分隔板，分隔板将铝灰渣处理箱的内部分为左腔室和右腔室，电解池的左右两侧分别设置有一级电解槽和二级电解槽，一级电解槽与二级电解槽通过联通通道连通。本发明采用铝灰渣为原料，经过研磨、煅烧、反应处理和电解后制备得到高纯铝，实现铝灰渣中盐类资源的再生利用，达到回收‑净化‑循环利用铝灰渣中盐类资源的目的，实现了铝灰渣废渣资源的完全再生、循环、利用，真正实现铝灰渣资源利用的零排放，从而提高了企业的经济效益，具有广阔的市场前景。

技术领域

本发明涉及铝灰渣回收利用技术领域，具体是一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置及其使用方法。

背景技术

铝灰渣是铝及铝合金熔铸过程中的副产物，熔铸一吨铝铸锭约产生5kg/tAl铝灰渣。2016年,我国铝及铝合金材产量约为5796万吨，按照65％的综合成材率测算，需要铝合金铸锭8917万吨，同时附产铝灰渣446万吨。铝灰渣的化学组分为：金属铝、氟盐、氯盐、氧化铝、氮化铝、碳化铝以及硅、铁、镁、锰、锌、铜等金属氧化物。主要组分为金属铝、氟盐、氯盐和氧化铝，约占铝灰渣质量的90％。目前，主要采用以下几种方法回收利用铝灰渣。

灰渣炒制法：炒制法回收利用铝灰渣的原理是利用外热装置将铝灰渣加热到一定温度，向铝灰渣中加入一定量的氧化剂，利用铝热氧化反应使灰渣升温至铝的熔点以上温度，灰渣中的颗粒铝因氧化、放热、熔化，熔化的液体铝珠在外力和机械作用下汇聚成较大的铝珠，最后汇聚成铝块，方便回收利用。炒制法回收铝灰渣存在的主要问题是：生产效率低、工人劳动强度大、生产环境恶劣。炒制过程中存在较多的铝的氧化损失。炒制后的残灰中仍然含有一定量的铝，残灰一般作为废渣弃用，造成环境污染。

利用铝灰渣制作净水剂：该方法是利用酸液溶解铝灰渣，使灰渣中的金属铝、氧化铝与酸反应制备氯化铝、硫酸铝等净水剂。该方法利用铝灰渣存在以下几个方面的问题：在酸溶过程中，灰渣中的碳化铝、氮化铝易于与水反应，水解产物为甲烷、氨气，造成环境污染。灰渣中的氯盐、氟盐降低净水剂的品质和纯度。处理过程中产生的废水、弃渣造成环境污染。

近年来，人们开始利用铝灰渣中的金属铝作为炼钢脱氧剂，受合金种类和后续处理手段的限制，铝灰渣中的残留铝含量往往波动很大，很难精确配制和充分利用灰渣中的金属铝资源，灰渣中的氧化铝、氟盐、氯盐等等，最终作为废渣弃用，造成环境污染和资源浪费。

综上所述，我国铝合金熔铸每年产生超过440万吨的铝灰渣，现有的铝灰渣处理方法存在生产效率低下、生产环境恶劣，铝灰渣中的金属铝无法完全回收利用。处理尾矿中的氟盐、氯盐等作为弃渣处理，既浪费了资源，又污染了环境。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置及其使用方法，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用铝灰渣制备高纯铝的装置，包括底板和安装在底板上下两侧的铝灰渣处理箱、电解池；所述铝灰渣处理箱的中间位置竖直安装有分隔板，分隔板将铝灰渣处理箱的内部分为左腔室和右腔室，右腔室的内部固定安装有筛板，右腔室位于筛板的上方转动安装有研磨辊；电解池的左右两侧分别设置有一级电解槽和二级电解槽，一级电解槽与二级电解槽通过联通通道连通，一级电解槽内部设有阳极板，一级电解槽内部从上到下依次分为一级电解槽电解液区和一级电解槽铝液区，二级电解槽内部设有阴极板，二级电解槽内部从上到下依次分为二级电解槽电解液区和二级电解槽铝液区。

作为本发明进一步的方案：所述右腔室位于筛板的下方固定安装有过滤板，筛板和过滤板之间形成有对铝灰渣进行处理的反应腔，反应腔中装有对铝灰渣进行煅烧的焙烧装置。