[发明专利]一种回收铝灰有价组分的方法

说明书

一种回收铝灰有价组分的方法，包括以下步骤：(1)将铝灰研磨获得铝灰细粉；(2)铝灰细粉置于容器内，加水搅拌；(3)在搅拌条件下加热保温，使水和AlN反应生成NH₃排出；剩余物料取出过滤，固相为脱盐铝灰；(4)脱盐铝灰洗涤烘干，与硫酸溶液混合均匀，再用电阻炉焙烧，随炉冷却后制成Al₂(SO₄)₃熟料。本发明方法可以有效回收铝灰中的有价组分，减少铝灰的危害，降低生产成本，提高经济效益，工艺简单无污染。

技术领域

本发明涉及到铝灰资源化回收技术领域，特别涉及一种回收铝灰有价组分的方法。

背景技术

铝灰产生于金属铝的熔炼或电解铝工艺中，由铝熔体表面的不熔混合物及其与添加剂进行物化反应生成的物质组成；铝灰一般含有氧化铝(Al₂O₃)、氮化铝(AlN)金属铝(Al)、镁尖晶石(MgAlO₄)、方镁石(MgO)、石英(SiO₂)和盐助熔剂，其中盐助熔剂含有少量碳化物和氮化物；根据《欧洲危险废物目录》和《国家危险废物名录》，铝灰被归类为有毒和危险废物；铝灰中含有大量的氮铝化合物，与水反应生成NH₃，对大气造成污染；我国每年产生250万吨的铝灰，若采取直接掩埋的方式处理，不仅造成资源的浪费，也将对环境造成严重污染。

铝灰也称为铝灰渣，可以分为一次铝灰和二次铝灰；一次铝灰产生于一次铝工业，由于颜色呈灰白色，所以也被称为白灰，主要含有金属铝，含量为15～80％；一次铝灰进行回收金属铝后的物料被称为二次铝灰，成分相对复杂，也被称为黑灰，二次铝灰主要成分为Al₂O₃、AlN、NaCl、KCl和一些其他金属氧化物(CaO、Fe₂O₃)，其中Al₂O₃含量为30～50％；目前国内企业产生的铝灰很少被利用回收，存在很大的利用价值。利用铝灰可以回收金属铝、氧化铝、盐。

目前，国内外回收铝灰中的金属铝的方法主要有火法回收、筛分法、电选法。

火法回收包括含盐火法和不含盐火法；含盐火法，如常见的炒灰回收法，主要利用铝灰本身的热量，加入一些盐类作为添加剂，在高温下使铝灰中的金属铝熔化成液相，由于金属铝和铝灰不润湿，金属铝密度较大而沉入底部，从而实现金属铝和灰的分离；不含盐火法，如旋转电炉法、等离子转弧炉，往往是通过外加热源对铝灰进行加热使金属铝熔化，从而实现金属铝与铝灰的分离；含盐火法产生烟尘，对环境污染较大；并且此方法产生的二次铝灰含有大量的盐，容易产生二次污染，去除这些盐也会增加成本；而不含盐火法污染小、且在熔化过程中不需要加入盐，后续处理简单，但是不足之处在于能耗较大。

筛分法是利用金属铝质地较软，通过粉碎和筛分可以回收粗金属铝，通过精细研磨和筛分回收粒径更小的金属铝；中国专利(201721599784.X)公开了一种筛分筒及铝灰处理装置，对铝灰进行多次筛分，进行回收利用以及循环处理，但是筛分法生产效率低。

电选法回收金属铝的原理是利用铝灰中各物质的电性质差异来实现物料分离；通过对电选设备的转鼓施加高压直流电流的方式使铝灰中的各组分带电荷；由于金属铝比其他组分更容易带电，使得铝颗粒得到的更多的电荷，受电场力作用粘附于转鼓；转入地线后，铝颗粒因为失去电荷而脱离转鼓，从而实现金属铝和铝灰的分离；中国专利(201820843135.8)公开了一种电选机混合铝灰颗粒的循环处理装置，但是不足之处在于设备较复杂，成本较高。