[发明专利]一种利用铝灰生产铝酸钙的方法

说明书

本发明提供了一种利用铝灰生产铝酸钙的方法，属于固废再利用技术领域。所述的方法包括如下步骤：(1)将铝灰与含钙原料粉碎后混合均匀，得到物料A；(2)向混合物A中加入添加剂后转入回转窑中进行煅烧，对煅烧后的产物进行冷却、破碎，即得到所述的铝酸钙。本发明向反应体系中加入了铁屑和矿化物作为添加剂，能够使铝灰中的有效成分分解转化，进而使原料中的铝灰与含钙物料进行更加充分的反应,并且本发明意外滴发现加入矿化物可以使铝灰中的Al充分溶出，从而提高Al₂O₃的溶出率，从而提高了铝酸钙的中氧化铝的含量，另外本发明采用分段煅烧的方式明显提高了铝灰的氧化分解，使得到的铝酸钙中酸性不溶物的含量明显降低。

技术领域

本发明属于固废再利用技术领域，具体涉及一种利用铝灰生产铝酸钙的方法。

背景技术

铝电解时产生的铝灰是一种产量大、污染严重的工业废渣。铝灰的主要来源：氧化铝熔盐电解生产的过程中产生的铝灰、铝电解冶炼过程中的铝灰、铝熔铸过程中的铝灰、再生铝加工过程中的铝灰，同时操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修也会产生一定量的铝灰。按照生产过程及铝灰中金属含量的不同，可分为一次铝灰和二次铝灰。一次铝灰是原生铝生产过程中所产生的铝渣，由于颜色呈灰白色，所以又叫做白铝灰，主要成分为金属铝和铝氧化物。二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，成分相对复杂，主要成分为氧化铝、氮化铝及其他金属氧化物等。针对铝灰的处理方式为：一次铝灰回收利用工艺基本是将其中的金属铝进行回收，而二次铝灰难以返回生产使用，回收工艺存在回收率低、产生二次污染、难以实现产业化等缺点；二次铝灰的处理方式主要以堆存、填埋和初级资源化为主，但是铝灰中含有部分重金属及其他有害元素，如不加以专业处理处置，将会对环境造成重大影响，对当地大气、土壤及水资源造成污染。

铝酸钙是一系列由氧化钙和氧化铝在高温下烧结而成的无机化合物，因其硬度大、熔点高被广泛应用于水泥、灭火材料以及炼钢脱硫剂中。近些年，国家对铝土矿等原生矿产资源的开采逐步收紧，若能充分利用铝灰中的铝资源，以铝灰和碳酸钙为原料制备铝酸钙，可大大减少原生铝土矿开采，另一方面可减少铝灰排放，将其转化成产品，具有良好的经济、环境效益。目前，以铝灰为原料制备铝酸钙已成为研究热点。

中国专利CN109928414A中公开了一种利用铝灰烧结脱除杂质同步制备铝酸钙系炼钢脱硫剂的方法，该方法是将铝灰与含钙原料混匀，压制成团块；所得团块经过干燥后，依次置于空气气氛中焙烧进行一段低温焙烧、置于强氧化性气氛中进行二段中温焙烧、置于空气气氛中进行三段高温熔融焙烧，焙烧产物经过冷却，破碎，即得以12CaO·7Al₂O₃为主相的预熔型铝酸钙系脱硫剂；该方法利用工业废渣为主要原料，原料来源广，成本低，产生较高的附加值，且操作简单、生产成本低、环境友好，满足工业化生产要求。

中国专利CN111360031A中公开了一种废铝灰处理工艺，包括以下步骤：步骤一：将石灰石粗破碎；步骤二：将粗破碎的石灰石和废铝灰按一定比例混合，破碎，所述石灰石与废铝灰的重量份数为：55-65份的石灰石，35-45份的废铝灰；步骤三：将粉碎后的物料加热煅烧；步骤四：将烧结后的熟料即精炼渣进行破碎、筛分、包装即可。本发明属于固体废弃物处理技术领域，具体是指一种创造性的将废铝灰替代铝矾土，生产精炼渣，使废铝灰变废为宝，实现铝资源的回收利用，降低环保的压力的废铝灰处理工艺及其方法，该申请虽然在一定程度上解决了铝灰的再利用，但是得到的产物并不能满足要求。

目前虽然报道了大量现有技术制备得到了铝酸钙，但是得到的铝酸钙的体积密度较低，且氟含量比较高，不能更好的满足要求。

因此，需要开发一种具有优异性能的铝酸钙，尤其是低硅、低氟，高体积密度的铝酸钙。

发明内容

基于现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用铝灰生产铝酸钙的方法，所制备的铝酸钙性能优异，尤其是具有较低含量的硅和氟，且具有较高的体积密度，能够更好的满足预熔型铝酸钙的要求。