[发明专利]一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法

说明书

本发明的一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法，其步骤是首先将铝灰与焦炭混合并制备成直径为5～20mm的球团；再将球团从顶端加入移动床反应器，并从底部通入浓度为35～100％的氯气进行氯化反应，氯化后分别得到以氯化铝为主要成分的气相产物、以氯化镁为主要成分的固相产物；气相产物降温后获得的氯化铝产品与水混合获得浓度为300～600g/L的氯化铝溶液，并利用氨气调整pH值至3～4，室温熟化10～20h，熟化后的液相产品经烘干得到聚合氯化铝产品；固相产物可直接用作制备融雪剂的原料。本方法通过球团制备、氯化、氯化铝溶液聚合工艺实现了铝灰中铝高效回收，以及尾渣的无害化利用，是一种绿色环保的铝灰综合利用工艺。

技术领域：

本发明属于铝灰利用技术领域，具体涉及一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法。

背景技术：

铝是我国有色金属冶金行业中的支柱产业，截止2018年，我国原铝产能达到3000万吨以上，列世界首位。铝灰是铝冶炼过程的主要废弃物之一，每生产一吨原铝/铝材会产生180～290kg铝灰渣，年排放数百万吨。铝灰因含氮化物、氟、氯等原因被列入危险废弃物名录。

近年来，我国铝工业者针对铝灰的高效、高值化利用进行了大量的研究工作，如李虎等提出的“铝灰渣回收及再利用方法，公开号：CN109970456A”的主要步骤为：S1.对铝灰渣进行辊压研磨，并通过磁选的方法分离出铁杂质，通过筛分的方法分离出金属铝，得到二次铝灰；S2.对二次铝灰进行水洗操作，将二次铝灰中的氮化铝和盐类分解；S3.在水洗后得到的含氧化铝的滤渣中添加一定比例的高岭土、膨润土及滑石混合得到湿磨化浆后，进一步添加稳定剂聚丙烯酸铵及表面活性剂羧甲基纤维素和热硅溶胶制备浆料；S4.采用有机泡沫浸渍步骤S3中得到的浆料，并通过多次挂浆和干燥得到素坯；S5.对步骤S4得到的素坯进行排胶和烧成，得到泡沫陶瓷。

朱澍成等提出的“一种废弃铝灰渣综合利用的方法及铝灰渣成型块，公开号：CN109402672A”的主要步骤包括：(1)将铝灰渣与粘结剂、水混合并搅拌使其具有粘结特性；(2)将搅拌后的铝灰渣在模具中挤压成型；(3)将挤压成型后的铝灰渣成型块脱开模具进行干燥处理；(4)将干燥处理后的铝灰渣成型块安装在新的阳极并上槽使用；(5)上槽使用28天后，阳极被消耗，铝灰渣成型块与槽内物料混合成结壳块，取出消耗的阳极及其上的结壳块；(6)将结壳块破碎，使其粒度小于44微米的占到18～30％；(7)将满足粒度的结壳块覆盖在新的阳极上，做抗氧化和保温材料。

李少鹏等发明的“一种铝灰制备聚合氯化铝联产耐火材料的方法，公开号：CN110040756A”以废弃物铝灰和盐酸为原料，先将铝灰进行筛分回收单质铝，再将筛下物进行预净化处理，然后将预净化处理后的铝灰与盐酸混合进行浸出反应，经固液分离和洗涤，得到滤液和滤饼；滤饼经干燥、混料、成型、干燥和烧结制备耐火材料，滤液经聚合调控制备聚合氯化铝净水剂。

上述方法多以铝灰的无害化处置作为主要目的，虽然部分专利(如一种铝灰制备聚合氯化铝联产耐火材料的方法)也可以获得氯化铝高价值产品，但也存在着盐酸浸出后得到的酸浸渣处置难度大等问题。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法，基于氯冶金技术具备的流程短、产物易分离及尾渣易于综合利用等优势，利用球团制备、氯化、氯化铝溶液聚合等工序实现铝灰中的有价组分无害化利用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用铝灰制备聚合氯化铝的方法，包括以下步骤：

(1)将铝灰和焦炭按重量比为1：(0.05～0.3)，混合形成混合固相，并向混合固相中加入粘结剂，粘结剂加入量为，按质量比，混合固相：粘结剂＝10：(1～2)，制成5～20mm的球团；