[发明专利]一种电解铝铝灰资源化利用的方法

说明书

本发明涉及一种电解铝铝灰资源化利用的方法，属于电解铝回收技术领域。本发明首先利用水溶解球磨后的铝灰中熔盐，并使铝灰中的氮化铝与水反应生成氢氧化铝沉淀，经过滤后回收1号滤液，并将滤饼加压，经瞬间泄压，使铝灰得以爆破细化，并配合冷冻、解冻循环进一步细化，再用硫酸溶液浸提铝灰，利用活性炭吸附碳酸氢铵与硫酸铝反应生成的碳酸铝铵沉淀，过滤回收3号滤液，将滤饼烘干后煅烧，再将1号滤液与3号滤液合并，经浓缩后蒸发结晶，得到混合晶体，作为农作物氮肥回收利用。本发明回收利用过程能耗低，铝元素回收率高，且回收利用过程产生的副产物可作为氮肥使用，综合利用价值高，解决了铝灰的无害化处理难题。

技术领域

本发明涉及一种电解铝铝灰资源化利用的方法，属于电解铝回收技术领域。

背景技术

铝灰产生于所有铝发生熔融的生产工序，含铝量10～80%不等，其中的铝约占铝生产使用过程中总损失量的1～12%，主要分为两种：一种是一次铝灰，在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生浮渣，是一种主要成分为金属铝和铝氧化物的混合物，铝含量可达15～70%；另一种是二次铝灰，经盐浴处理回收一次铝灰或铝合金精炼产生的NaCl、KCl、氟化物、氧化铝和铝的混合物，铝含量较一次铝灰低。铝灰是一种可再生的资源，但一直没得到足够的重视，成为破坏环境的一个因素，随着经济的发展，废铝灰积蓄量的逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效、环保的方法加以处理，将越来越突显其对环境的严重威胁。

目前常用的从铝灰中提取金属铝的方法主要有压榨法、回转炉法、冷灰粉碎分离法、人工炒灰等，这些方法能够将铝灰中一部分金属铝回收，但是回收率较低，仅能达到90%左右，金属铝浪费大，且其剩余的铝灰还要经过其他方法进行处理，整个处理过程时间长、工艺复杂，需要大量人工，对环境也有一定的破坏性。因此，研究一种高效、节能、环保的铝灰资源化处理工艺是极有必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对传统电解铝厂铝灰资源化利用过程中铝回收率低，金属铝浪费大，且能源消耗和浪费大，不利于电解铝工业的可持续发展的问题，提供了一种电解铝铝灰资源化利用的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

（1）称取600～800g电解铝厂铝灰，球磨后倒入2～4L水中，恒温搅拌反应3～5h，待恒温搅拌反应结束，过滤，得滤液和水浸铝灰滤饼，将滤液标记为1号滤液得以回收，再将水浸铝灰滤饼转入盛有300～400mL去离子水的不锈钢反应釜，再将反应釜密封，加热升温，保压反应后，打开反应釜底部出料阀，使反应釜中物料喷射进入接收釜；

（2）待接收釜中物料自然冷却至室温，将接收釜中物料均匀平铺于托盘中，用液氮喷淋冷冻15～30s后，微波解冻3～5min，如此冷冻、解冻循环6～8次，得预处理铝灰湿料，称取100～200g预处理铝灰湿料，倒入2～4L质量分数为20～30%硫酸溶液中，恒温搅拌反应2～4h，过滤，得2号滤液；

（3）量取600～800mL2号滤液，在搅拌状态下，向2号滤液中滴加质量分数为20～30%碳酸氢铵溶液，直至不再产生更多沉淀，继续搅拌反应20～40min，过滤，得3号滤液和混合物滤渣，再将所得混合物滤渣干燥至恒重，得干燥滤渣，将所得干燥滤渣转入马弗炉，保温煅烧后出料，回收得到氧化铝；

（4）合并1号滤液及3号滤液，并将合并后的滤液旋蒸浓缩，得浓缩液，再将所得浓缩液经蒸发结晶得到富含硫酸铵的晶体，作为农作物氮肥回收利用。

步骤（1）所述的保压反应条件为：反应压力为2.6～3.2MPa，保压时间为20～30s。

步骤（1）所述的接收釜通过管道与反应釜底部出料阀相连。

步骤（3）所述的2号滤液中还可以添加100～120g粉碎至325～500目的活性炭粉。