[发明专利]一种铝灰的资源化利用方法

说明书

本发明提供一种铝灰的资源化利用方法，包括以下步骤：在碱性催化剂及加热的作用下，使铝灰发生水解反应，对水解反应后得到的产物进行分离，得到铝灰水解液和滤渣，进一步地对滤渣进行筛分，得到粗颗粒铝灰和细颗粒铝灰，粗颗粒铝灰为粒径小于40目的固相颗粒，细颗粒铝灰为粒径大于或等于40目的固相颗粒。铝灰水解液经净化后，用于吸收水解反应产生的废气，获取第一回收液，利用第一回收液制备碳酸钠和/或氯化铵；利用粗颗粒铝灰回收金属铝；利用细颗粒铝灰制备硅铝酸钠和/或分子筛、以及氢氧化镁。在上述铝灰的资源化利用方法中，通过对铝灰水解后的产物分成铝灰水解液、粗颗粒铝灰和细颗粒铝灰三部分分别处理和回收，使铝灰得到充分回收处理。

技术领域

本领域属于金属废料资源回收利用技术领域，具体涉及一种铝灰的资源化利用方法。

背景技术

对金属铝进行铸造、精炼、合金化等高温熔炼过程中熔体表面产生的漂浮物称为铝灰渣，又叫白铝灰、一次铝灰。将铝灰渣(一次铝灰)通过物理或化学方法回收铝后形成的残渣为二次铝灰(以下将铝灰渣与一次铝灰简称为铝灰)。铝灰渣/二次铝灰是一种产量大、污染严重的工业废渣，2021版国家危险废物名录已将铝灰渣及二次铝灰列为危险废物。铝灰渣(一次铝灰)成分较为简单，主要成分为金属铝和氧化铝。二次铝灰成分相对复杂，除含有金属铝、氧化铝，还含有氮化铝、碳化铝、其他金属氧化物、非金属氧化物及金属助溶剂(氯化钠、氯化钾、氟化钠等盐类)。

目前的处理方式为：一次铝灰通过加入助溶剂高温搅拌，回收其中的金属铝，一次铝灰提取金属铝的工艺已相当成熟，市场上有成熟的提取设备；而二次铝灰的处理方式主要以堆存、填埋和初级资源化为主，容易对环境造成重大污染。尽管目前有少量企业利用铝灰制备铝酸钙、氧化铝、氢氧化铝、净水剂或陶粒，但铝灰的成分复杂，含有多种金属元素及其他有害元素，这些物料的存在加大了对铝灰进行回收利用的难度，使得通过铝灰制得的目标产品质量不稳定。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种铝灰的资源化利用方法，以提高铝灰的资源重复利用率，进而减少铝灰日益增长堆积所造成的环境污染以及资源浪费的问题。

本发明提供一种铝灰的资源化利用方法，包括以下步骤：在碱性催化剂及加热的作用下，使铝灰发生水解反应，对水解反应后得到的产物进行分离，得到铝灰水解液和滤渣，进一步地对滤渣进行筛分，得到粗颗粒铝灰和细颗粒铝灰，粗颗粒铝灰为粒径小于40目的固相颗粒，细颗粒铝灰为粒径大于或等于40目的固相颗粒。利用铝灰水解液制备碳酸钠和/或氯化铵，利用粗颗粒铝灰回收金属铝，利用细颗粒铝灰制备硅铝酸钠、分子筛、氢氧化镁中的至少一种。其中，氢氧化镁加热后可制备得到氧化镁。

在上述铝灰的资源化利用方法中，通过对铝灰水解后的产物分成铝灰水解液、粗颗粒铝灰和细颗粒铝灰三部分分别处理和回收，使铝灰得到充分回收处理，并且采用分步处理铝灰的方法也使利用铝灰制得的产物较为纯净，可直接售卖或被二次使用。此外，本方案采用碱性水解的方式能够使铝灰原料在较低温度下发生有效的物料转化，而无须引入煅烧的步骤，由此，可以使铝灰资源化利用的全过程的反应温度都处于较低的水平，能够达到节能降耗的效果。

优选地，碱性催化剂包括钠盐。

优选地，钠盐包括碳酸氢钠、碳酸钠中的至少一种。

优选地，碱性催化剂由碳酸氢钠、碳酸钠按照以下质量比组成，碳酸氢钠：碳酸钠＝4～10:1。

优选地，按质量比计算，碱性催化剂的加入量为铝灰质量的0.1％～5.0％。