[发明专利]一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法

说明书

本发明公开了一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法。首先以铝灰为原料焙烧制成粗沸石产品，即熟料A；所得熟料A进行加水浸出、固液分离，得到滤饼B和滤液C；滤饼B烘干得到沸石产品；所得滤液C中通入CO₂气体进行碳酸化分解反应，反应后固液分离，得到白色沉淀D和滤液E；白色沉淀D烘干得到氢氧化铝产品；所得滤液E进行浓缩结晶，得到碳酸钠，作为药剂返回焙烧工序循环使用。本发明整体操作过程中没有废水废渣外排，环境友好；制备氢氧化铝工序不产生赤泥，满足工业化绿色工厂生产要求。

一、技术领域：

本发明涉及铝工业(包括电解铝、铝加工、再生铝)危废资源化利用技术领域，具体涉及一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法。

二、背景技术：

铝灰是电解铝、铝加工、再生铝熔铸过程中产生的固体废弃物，主要成分为金属铝、氧化铝、氮化铝、二氧化硅、氯化物和氟化物等。目前，国内外大部分的铝灰处理方式是粗放式处理，一般采用球磨分离、炒灰分离、热压分离、离心分离的方法提取其中含有的金属铝，剩余的铝灰大量堆存在车间、危废库或填埋场。铝灰中氮化铝含量一般为10～30％，且比较活泼，遇水易发生水解反应生成氨气，对人类和环境均产生较大危害。水浸方法脱氨过程中，由于水解生成的氢氧化铝和羟基氧化铝会包裹在氮化铝颗粒表面，抑制水解反应，故采用水浸方法除去铝灰中氮化铝的问题存在技术瓶颈，至今未得到彻底解决。因此，如何彻底脱除铝灰中氮化铝、解决铝灰氨气污染的问题，对铝灰的无害化和后续产品化利用均具有十分重要的意义。

目前，已有相关专利报道了铝灰中氮化铝的脱除方法。例如：1、发明专利CN108217688A公开了一种铝灰中氮化铝的深度水解方法，该方法是通过粉磨水解脱氨，虽然粉磨去除了氮化铝表面新生成的氢氧化铝，但由于氨在水溶液中的溶解度有限，水解条件温和，导致氮化铝无法彻底脱除。2、发明专利CN108671462A公开了一种铝灰渣除氮方法，该方法是在铝灰渣水解反应过程中添加反应剂，促使生成的氨与反应剂结合生成铵盐，溶解于溶液中，但该方法试剂和铵盐回收成本相对较高。3、发明专利CN110314923A公开了一种强化铝灰脱盐脱氮的方法，包括常温搅拌球磨和高温加碱两段水解工序，该方法是将铝灰料浆球磨一定时间，过滤细料浆得到滤饼和滤液，滤液蒸发回收工业盐，滤饼和碱液混合、搅拌水解，吸收产生的氨气，得到氨水或铵盐，但该方法流程长、设备多、过程复杂。4、发明专利CN109928413A公开了一种铝灰苏打烧结脱氮同步制备铝酸钠的方法，该方法将铝灰与由碳酸钠、碳酸氢钠和过氧化钠组成的混合钠盐混匀，压制成团块；所得团块经过干燥后，依次置于空气气氛中进行一段低温焙烧、置于强氧化性气氛中进行二段高温焙烧，焙烧产物经过冷却、破碎后，采用碱性溶液浸出，得到铝酸钠溶液。该方法流程长、铝灰需要制团和两段焙烧、生产成本高。5、发明专利CN111170325A公开了一种铝灰脱氮固氟同步制备沸石的方法，该方法在铝灰中加入含氧化钠和/或氧化钾物料、含氧化钙和/或氧化镁物料，混合均匀，混合料置于高温炉内进行加热处理，加热过程保持混合料与空气充分接触，高温下将氮化铝转化为氧化铝和氮气，焙烧熟料即为粗沸石。XRD分析表明熟料的主要物相是Na₂O·xAl₂O₃·ySiO₂·zH₂O和NaAlO₂。该方法在铝灰脱氮固氟的同时可以低成本制备沸石，没有二次污染，满足工业化绿色工厂生产要求。但该方法没有考虑熟料中其他成分的有效利用。

三、发明内容：

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术在处理铝灰脱氨和后续产品化方面存在的不足之处，本发明提供了一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法。本发明方法能够在铝灰脱氮固氟、同步制备沸石之后，从熟料浸出液中提取氢氧化铝，从而实现铝灰成分的全量利用，是对发明专利CN111170325A的进一步改进。

为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种利用铝灰脱氮固氟熟料制备氢氧化铝的方法，所述制备方法包括以下步骤：

a、首先以铝灰为原料焙烧制成粗沸石产品，即熟料A；