[发明专利]一种从二次铝灰中提铝的方法及其应用

说明书

本发明涉及一种从二次铝灰中提铝的方法，通过将二次铝灰与硫酸铵和/或硫酸氢铵混合后进行焙烧，然后用水或低浓度的硫酸对焙烧熟料浸取，再经固液分离后得到含铝溶液和尾渣。含铝溶液可进一步转化用于铝产品制备。本发明通过二次铝灰和硫酸铵和/或硫酸氢铵焙烧的方法使二次铝灰中的铝转化为水溶性化合物，进而可以采用水或低浓度的硫酸溶液进行浸出，铝元素提取率最高可达90％以上，同时避免了高浓度酸浸取剂的使用，具有能耗低、环保以及对设备腐蚀程度小等优点。

技术领域

本发明属于有色金属冶金领域，尤其涉及一种从二次铝灰中提铝的方法。

背景技术

铝灰是铝冶炼和再生铝工业过程中产生的一种大宗固体废弃物，来源可概括为以下三个方面：电解生产铝、铝消费应用、废铝再生。根据铝灰中铝含量的不同，可分为一次铝灰和二次铝灰。一次铝灰铝含量可达15-80％。二次铝灰是由包含12-30％的铝，主要是指从各种废弃物(如一次铝灰、废弃铝制品以及铝制品加工中产生的铝屑、废渣等)中回收铝过程中产生的铝灰。据统计，我国每年产生的铝灰可达1.12-1.80×10⁶t。随着铝产量的增加和应用领域的拓展，铝灰的产生量也将持续增加，再加上历年的累积量，这个数字将更为惊人。由于铝灰来源的不同导致了其成分及含量的差异，有的铝灰含有一定量的重金属元素，如As、Cd、Cr、Pb等。因此，合理的利用和治理铝灰，不但可实现铝资源的二次循环利，而且对环境也具有积极的意义。

郭学益等人研究了利用低温碱性熔炼法提取二次铝灰中铝的过程，探讨了碱灰质量比、盐灰质量比、熔炼温度、熔炼时间、不同添加剂和不同混料方式等因素对铝提取率的影响(参见“二次铝灰低温碱性熔炼研究”，郭学益等，中南大学学报，2012，43(3):26-31)。CN105039702A公开了一种二次铝灰中的有价元素的浸出方法，该方法包括以下步骤：将二次铝灰加入到NaOH溶液中，每100ml的NaOH溶液中加入11-13g的二次铝灰，形成混合料；将上述混合料加入到球磨机中，球磨3-3.5小时；抽滤，将滤渣在真空干燥箱中干燥，得到可再次利用的铝灰粉末。

总体上，目前回收二次铝灰中铝的方法主要有酸浸法和碱熔法。碱熔法是将铝灰与氢氧化钠混合在高温或高温高压下进行浸出，能耗很大，并且强酸强碱的残留会对环境造成很大的污染。酸浸法通常采用H₂SO₄或HCl进行铝灰浸出，但是酸浸法耗酸量大、对设备要求比较高。因此开发一种环保节能且回收率较高的从二次铝灰中回收铝的方法就显得尤为必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种从二次铝灰中提铝的方法，该方法采用二次铝灰和硫酸铵和/或硫酸氢铵混合焙烧，用水或低浓度的硫酸溶液对焙烧熟料进行浸取，提高了铝的提取率的同时避免了高浓度酸浸取剂的使用，是一种环境友好型的高效率、低能耗的提取方法，具有良好的应用前景。

为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种从二次铝灰中提铝的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将二次铝灰和硫酸盐混合后进行焙烧，所述硫酸盐为硫酸铵和/或硫酸氢铵；

(2)对步骤(1)焙烧后的焙烧熟料进行浸取，固液分离后得到含铝溶液和尾渣。

本发明通过选用硫酸铵和/或硫酸氢铵和二次铝灰混合焙烧，使二次铝灰中的铝(包括含铝化合物和单质铝)转化为水溶性的硫酸铝铵和/或硫酸铝，进而可以采用水或低浓度的硫酸溶液进行浸取，铝的提取率最高可达90％以上，同时降低了浸取温度，避免了高浓度酸浸取剂的使用，具有能耗低、环保以及对设备腐蚀程度小等优点。