[发明专利]一种综合利用铝灰的方法

说明书

本发明涉及一种综合利用铝灰的方法，属于固体废弃物绿色资源化领域。步骤如下：将铝灰与硫酸氢铵溶液混合，加热反应；进行固液分离；向获得的浸出液中通入氨水或氨气进行中和反应后固液分离；步骤获得的浸出渣洗涤、保温；向步骤获得的硫酸铵溶液中加入硫酸钠；步骤获得的硫酸铵溶液经蒸发后得到硫酸铵固体，硫酸铵固体经低温热分解后获得氨气和硫酸氢铵液体；步骤获得的氨气进入所述的步骤，为氨气或氨水的原料来源；获得的硫酸氢铵液体进入所述的步骤，为硫酸氢铵溶液的原料来源。本发明能耗低、工艺可实施性强、AlN水解完全、工艺过程中无废液、废气排放，可实现铝灰的高效、绿色资源化利用。

技术领域

本发明涉及一种综合利用铝灰的方法，属于固体废弃物绿色资源化领域。

背景技术

铝灰产生于铝电解、铝加工、再生铝加工等所有铝发生融熔的工序，由于含有一定量的氟盐被列为危险固体废弃物。目前，铝灰的利用基本上是回收其中的金属铝，提取金属铝后的铝灰大部分直接堆存或填埋处理。铝灰的堆积将占用大量的土地资源，无害化的处理也将导致有毒金属离子流入地下水中污染水体资源，尤其是铝灰汇总含有大约15~30%的氮化铝，氮化铝遇水分解生成氨气产生的恶臭味是外在影响环保的最主要的原因。

对于回收金属铝以后的铝灰的综合利用方式还没有一种行之有效的方法，现有的利用铝灰进行无机材料制备的技术也都停留在理论和实验室阶段。在各种处理铝灰的方法中，避免产生二次环境污染的关键是处理好氮化铝的问题，现有公开的资料显示氮化铝的处理一般均采用将铝灰加入到热水中进行水解除氮，但除氮时间长，而且效果不佳。尤其对氟离子的处理还没有较好的工艺方法。

发明内容

发明目的

针对现有铝灰综合利用中存在的问题，本发明提供一种能耗低、工艺可实施性强、AlN水解完全、工艺过程中无废液、废气排放，可实现铝灰的高效、绿色资源化利用的方法。

技术方案

一种综合利用铝灰的方法，其特征在于，包括下述步骤：

将铝灰经磨矿、过20目筛后（筛下料）与质量浓度为30~80 %的硫酸氢铵溶液混合，混合浆液在密闭反应釜中加到60~200℃进行加热反应，反应时间为10~300 min；

反应结束后进行固液分离，得到以硫酸铝铵为主要成分的浸出液和以刚玉为主要矿物组成的浸出渣；

向获得的浸出液中通入氨水或氨气进行中和反应后固液分离，得到氢氧化铝和硫酸铵溶液；

步骤获得的浸出渣用1倍浸出渣质量并且温度大于等于80℃的热蒸馏水洗涤3~5次后，在100~120℃的条件下保温1.5~2.5h后获得烘干浸出渣；

向步骤获得的硫酸铵溶液中加入硫酸钠形成冰晶石（Na₃AlF₆）沉淀，除去溶液中的氟离子，得到净化后的硫酸铵溶液；

步骤获得的硫酸铵溶液经蒸发后得到硫酸铵固体，硫酸铵固体经低温热分解后获得氨气和硫酸氢铵液体；

步骤获得的氨气进入所述的步骤，为氨气或氨水的原料来源；获得的硫酸氢铵液体进入所述的步骤，为硫酸氢铵溶液的原料来源。

步骤中的加热反应温度为70~180℃，反应时间为30~200 min。

步骤中所述的硫酸氢铵与灰渣中的铝（以氧化铝计）的摩尔比为4~16。

步骤加热反应过程中AlN完全水解，AlN水解产生的氨气被硫酸氢铵完全吸收，生成硫酸铵，从而实现氨气的零排放。

步骤获得的冰晶石用1倍冰晶石质量的温度大于等于80℃的热蒸馏水洗涤3~5次后在100~130℃的条件下保温2~3h后获得冰晶石产品。