[发明专利]一种回收铝电解铝灰制备α-Al2O3的方法

说明书

本发明的目的是公开一种回收铝电解铝灰制备α‑Al₂O₃的方法，以铝电解废弃碳渣为原料，经过破碎、筛分、酸浸、沉积分离、碱浸、种分分解、煅烧等工序，具有工艺稳定、成本低等特点，回收的α‑Al₂O₃可返回铝电解使用。本发明采用酸浸‑碱浸‑溶出工序，达到将铝灰中铝、α‑Al₂O₃、η‑Al₂O₃和AlN转变为α‑Al₂O₃和杂质分开的目的，所得Al₂O₃产品可做为铝电解的原料，降低了铝电解的生产成本，减少了废弃物排放及氟对环境的危害。本发明生产工艺固液反应、液液反应均易控制，产品易分离，且制得氧化铝产品纯度高达99.2～99.5％。

技术领域

本发明涉及铝电解技术领域，具体涉及一种回收铝电解铝灰制备α-Al₂O₃的方法。

背景技术

铝电解和铝熔炼过程中，均会大量产生铝灰。铝灰就是其中较为重要的电解固体废物，有时也被称之为铝渣灰或者铝渣。铝灰中主要存在氧化铝、金属铝、镁铝尖晶石、方镁石、石英、氮化铝、碳化铝及盐溶剂等物质。铝灰中富含80％以上的金属铝，可以视为二次的高铝资源

随着金属铝产量日益增长，铝灰的产生量也不断增加。铝灰与溶液接触，其Al、AlN、Si等活性物相反应生成甲烷、硫化氢、磷化氢和氨气，这些气体多数有毒有害，部分具有恶臭性、易燃易爆性，直接排放到空气中不仅污染大气，还会带来安全隐患。而氯化盐和氟化盐可进入土壤溶液中，其盐分会缓慢积聚在土壤中导致盐碱化，扰乱周围植物根系正常生理活动。此外，铝灰中的硒、砷、钡、隔、铬、铅等可能导致土壤重金属超标从而造成地下污染，给环境带来了巨大的压力。回收利用铝灰不仅能保护环境，还能创造经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺点，本发明的目的在于提供一种回收铝电解铝灰制备α- Al₂O₃的方法，回收的α-Al₂O₃可以作为铝电解的原料使用。该方法以铝电解废弃碳渣为原料，经过破碎、筛分、酸浸、沉积分离、碱浸、种分分解、煅烧等工序，具有工艺稳定、成本低等特点，回收的α-Al₂O₃可返回铝电解使用，降低了铝电解的原材料消耗，环保效益和经济效益显著。

本发明解决上述技术问题所采取的技术手段是：一种回收铝电解铝灰制备α-Al₂O₃的方法，其技术方案在于：包括以下步骤：

S1.破碎及筛分：将铝灰球磨后经过200目标准筛，得到铝灰粉；

S2.浸出：将S1步骤制得的铝灰粉放入盐酸溶液中，得到固液混合物I；其中，铝灰粉中的部分金属及金属氧化物与盐酸反应，生成氯化物的固液混合物I；

S3.过滤：将S2步骤制得的固液混合物I进行固液分离，得到滤液I以及滤渣I；

S4.沉积：在S3步骤制得的滤渣I中加入NH₄OH溶液，得到固液混合物II；该步骤中固液混合物II包括氢氧化物沉淀和氯化铵溶液；

S5.分离：将S4步骤制得的固液混合物II进行固液分离，得到滤渣II；其中，滤渣II的主要成分为Al(OH)₃和氢氧化物沉淀；

S6.碱浸：将S5步骤制得的滤渣II和NaOH溶液混合，得到固液混合物III；

S7.分离：将S6步骤制得的固液混合物III进行固液分离，得到偏铝酸钠溶液；

S8.沉积：将S7步骤制得的偏铝酸钠溶液加入碳酸氢钠，得到固液混合物IV，再进行固液分离，得到滤渣IV；