[发明专利]一种利用废铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用原铝废灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法。

技术背景

铝灰是来自原铝锭、各种铝合金及铝型材生产过程的熔渣和浮皮，随着电解铝工业的发展，铝灰的产出量迅速增加，仅电解原铝生产过程每年就会产生若干万吨铝灰。铝灰因其来源的产生过程不同，而成分不同，大大增加了处理回收的难度。因此很难找到通用的方法来处理所有种类的铝灰，长期以来大量的铝灰对环境造成了巨大污染。原铝生产过程所产生的铝灰与其它铝合金及铝型材生产过程产生的铝灰相比，其最大特点是氟化物含量明显偏高，对环境污染更严重，但相对铝合金和铝型材产生的铝灰组分相对简单，没有引入合金成分，如镁、锌、钙等成分。

目前国内外铝灰的处理方法主要是化学法和物理法，这些方法都没有具体结合铝灰的来源及不同来源铝灰的组分特点，因此在处理过程中工艺条件很难把握，经过处理得到的产品的组分和性能都不稳定。因此查新得到这些处理废铝灰的方法很少有推广应用，因此经调查经过提炼金属后的废铝灰主要的处理方式仍然是向人烟稀少的地方排放或就地填埋，对环境的污染依然严重。

发明内容

本发明的目的就中针对上述已有技术存在的不足，提供一种能有效解决了产原铝时产生的铝灰对环境的污染问题，又铝灰得到资源化利用的利用废铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法。

本发明的目的可通过以下技术方案实现的。

一种利用废铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法，其特征在于其产过程包括下列步骤：

(1)在原铝废灰加入铝灰重量1-3倍水，进行搅拌均匀浸泡；

(2)将经水浸泡后的铝灰过滤脱水至铝灰中的水分小于8％；

(3)将过滤脱水得到溶液进行蒸发，得到NaCl、KCl、NaF的混合物结晶；

(4)将脱水后的铝灰加入铝灰重量为2-3倍的稀盐酸溶液中充分混合，混合液为PH＝5-6，将混合后的料浆加热，在80-100℃温度下，搅拌3-5小时，反应产生NH₃和Al(OH)₃，收集产生的氨气用于氮肥生产；

(5)将水解后产生的Al(OH)₃在800-1200℃条件下，煅烧1-2小时，制得含氟β氧化铝。

本发明的一种利用废铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法，其特征在于其产过程中将原铝废灰水洗处理后，将经过脱水处理使灰中的水分小于3％，将脱水后的灰在900-1300温度下，在氧气或空气气氛下，煅烧2-3小时，得到含氟β氧化铝。

本发明的本发明的一种利用废铝灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法，其特征在于脱水后的铝灰在氧气或空气气氛下煅烧时，收集煅烧的烟气用于生产硝酸。

本发明的方法是根据铝电解企业生产原铝时产生的废铝灰的组分特点，结合铝电解工艺，利用原铝废灰生产出可用于电解铝的含氟β氧化铝。该法生产的含氟氧化铝活性较高，在电解质中的溶解性非常好，可满足电解生产。

具体实施方式

一种用原铝废灰生产铝电解槽用含氟β氧化铝的方法，具有步骤包括：

(1)原铝废灰水洗处理：将原铝废灰与水按1∶1-3的比例充分混合搅拌，使灰中的可溶物充分溶解。

(2)过滤脱水：经过脱水处理使灰中的水分小于8％，所得的水溶液进行蒸发处理可得到NaCl、KCl、NaF的混合物，该混合物可用于生产精炼剂或除渣剂。

(3)水解处理：将脱水后的灰与PH＝5-6稀盐酸溶液按1∶2-3充分混合，将混合后的料浆在密闭容器中加热至80-100℃，在搅拌条件下保持3-5小时，使灰中不稳定的化合物氮化铝充分水解，将产生的氨气回收可用于生产氮肥。氮化铝水解的化学反应式为：AlN+3H₂O＝NH₃+Al(OH)₃

(4)煅烧处理：将水解后的灰在800-1300℃条件下煅烧1-2小时，即可得到含氟β氧化铝。

或：

(1)原铝废灰水洗处理：将原铝废灰与水按1∶1-3的比例充分混合搅拌，使灰中的可溶物充分溶解。

(2)过滤脱水：经过脱水处理使灰中的水分小于3％，所得的水溶液进行蒸发处理可得到NaCl、KCl、NaF的混合物，该混合物可用于生产精炼剂或除渣剂。

(3)煅烧处理：将脱水后的灰在900-1200℃，和氧气或空气充分接触的条件下煅烧2-3小时，即可得到含氟β氧化铝，煅烧的烟气可用于生产硝酸。氮化铝反应的方程式为：AlN+O₂＝Al₂O₃+NO₂。