[发明专利]一种铝灰的资源化分离回收利用方法

说明书

一种铝灰的资源化分离回收利用方法，按以下步骤进行：(1)准备水洗后的铝灰；准备氢氧化钠溶液；(2)氢氧化钠溶液置于反应器内，搅拌逐次加入水洗后的铝灰，生成的氢气和氨气排出；(3)氢气和氨气停止排出时，加水稀释搅拌，过滤获得一次滤液；(4)在搅拌条件下，向一次滤液中加入氢氟酸，至pH值为3～5，获得固液混合物；(5)过滤获得二次滤液和二次滤渣；二次滤渣烘干获得冰晶石；二次滤液浓缩制Na₂SiF₆的产品。本发明的方法使铝灰得到资源化的分离回收与利用。

技术领域

本发明涉及铝冶炼产生的危废固体物料回收处理技术领域，特别涉及一种铝灰的资源化分离回收利用方法。

背景技术

铝是地球上资源最多的，其产量仅次于钢铁的第二大金属。铝以其质量轻、抗氧化腐蚀性好，可以与许多金属元素形成具有诸多不同用途的铝合金，且具有可回收性。铝是以冰晶石熔剂熔盐电解氧化铝的方法生产的；目前我国电解槽的设计生产能力已经达到4000万吨/年以上，实际铝产量在3700万吨/年左右，在加上每年大量的废铝回收，二次熔炼出来的铝的产量，实际铝的产量要超过4000万吨/年。

铝应用在各个方面，基本上以各种铝合金材的形式被应用。这种铝材一部分在电解铝厂，由原铝熔体加入各种不同的合金元素的中间合金后，经除气、除渣后铸造成铝合金材。另一部分由电解铝厂经除渣后，铸成普通铝锭，然后再运到铝材生产厂家经熔化后加入合金元素的中间合金，然后再进行除气除杂后制成铝合金材；因此，实际铝和铝合金的熔铸量可能要超过5000万吨/年。在各种各样的铝及铝合金的熔铸过程中都会产生铝灰，依不同的铝合金熔铸产品，其产生的铝灰渣量是不同的，如铸造铝合金(铝硅)，其所产生的铝灰量约在70kg/t左右；航空铝材约在35kg/t左右；原铝铸造(普通铝锭)约在5kg/t左右；而其他铝合金约在20kg/t左右；就平均而言铝灰约在20kg/t左右，按照铝及铝合金材5000万吨/年计算，其铝灰量每年约在100万吨/左右。

铝灰化学成分复杂，主要成分为氧化铝、氮化铝和细粒的金属铝组成，其他成分根据合金成分的不同，使用净化剂原料和覆盖剂原料的不同，有很大的差别，有资料给出的有代表性的铝灰的组份如下：

表1几种典型铝灰的化学组成(质量百分数％)

从表中数据分析可以看出，铝灰中的主要组份除氧化铝以外，还有氧化硅、氧化铁以及镁、钙的氧化物和氟化物，但这些分析数据并非完全准确，因为表中的数据并未给出铝灰中金属铝和氮化铝的分析数据，实际上铝灰中除氧化铝外，其最大的组份含量应该是金属铝和氮化铝，其中铝的含量约在10～20％之间，依一次铝灰处理方法的不同而有所差别，铝灰中氮化铝的组份应在15％左右，相同资料所给出的铝灰的典型元素分析数据推算得出来：

表2铝灰的典型元素分析(质量百分数％)