[发明专利]一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法

说明书

本发明公开了一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理方法，属于铝灰处理技术领域，采用了掺加弱碱性催化剂在高温水浴加热的环境下水解氮化铝的技术方法。本发明解决了在二次铝灰无害化处理过程中，传统化学处理方法存在难分离、造价高、易产生二次危废、很难应用于混凝土矿物掺合料等问题，能够显著去除二次铝灰中氮化铝，有效降低了二次铝灰的挥发毒性。

技术领域

本发明涉及铝灰处理技术领域，特别是涉及一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法。

背景技术

二次铝灰是铝电解、铝冶炼等加工过程中产生的二次灰渣。主要成分为铝、氧化铝、氮化铝等，同时还含有少量氟化盐，氯化物等有毒有害物质。氮化铝与水接触或受潮湿环境的影响容易发生水解反应，释放出氨气和氮气等，对大气造成污染并形成安全隐患。2020年，国家生态环境部发布《国家危险废物名录》，明确指出二次铝灰为危险废弃物。

在节能减排、绿色发展的严格要求下，国内学者对对铝灰的无害化处理技术进行了大量的研究。如：中国专利（申请号201810862255.7）公开了一种低污染的二次铝灰处理方法，但该方法处理步骤繁多，且中间过程用到了焙烧工艺，焙烧温度为450℃～1000℃，能耗大，能效低；不适用于混凝土矿物掺合料领域。

中国专利(申请号202111617406.0)公开了一种无害化处理二次铝灰的装置及其方法。处理装置包括高温反应炉、旋风分离塔、电极除尘器、碳酸钙吸收塔、布袋式除尘器、收集箱；装置复杂造价高昂，且高温反应炉能耗大，温度要求高，不适用于混凝土矿物掺合料领域。

中国专利(申请号201910938317.2)公开了一种高效清洁的二次铝灰无害化处理方法，但需要用到焙烧工艺，烧制温度为860℃～1200℃，能耗高，温度要求高，不适用于混凝土矿物掺合料领域。

中国专利(申请号202111357964.8)公开了一种二次铝灰无害化处理工艺，同样存在装置复杂成本高昂的问题，不适用于混凝土矿物掺合料领域。

中国专利(申请号202111317619.1)公开了一种低温无害湿法处理铝灰的方法，方法简单，能耗低，避免了干法的爆炸危险；但处理时选择的是酸洗，使用溶液为硫酸溶液；硫酸溶液为强酸，危险性大，且产物硫酸铝不适用于混凝土矿物掺合料领域。

中国专利(申请号202111317619.1)公开了一种铝灰渣的无害处理方法，该方法主要原理是使用含有酸性物质的反应剂将氮化铝中的氮元素转化为铵盐的形式，属于酸洗的范围。该方法虽然提到了仅使用碳酸钠作为反应剂进行脱氮处理；但仅靠碱性反应剂是无法生成铵盐的，也无法达到专利中的预期效果。其中可能用到的反应剂中的过氧乙酸属于强氧化剂，极不稳定，浓度高于0.2%具有强腐蚀性，浓度大于45%就有爆炸性，遇高热、还原剂或有金属离子存在就会引起爆炸；极具危险性，不适用于二次铝灰这种大体量处理的工艺。

现有的技术是通过电热法、酸浸法、碱熔法进行处理二次铝灰，目前均停留在试验室阶段，因存在难分离、造价高、易产生二次危废等问题，不适用大规模处理二次铝灰。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法，本方法降低二次铝灰的不稳定性，减少氮化铝的含量；该方法得到的铝灰适用于混凝土矿物掺合料。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二次铝灰弱碱性水洗无害化处理的方法，包括以下步骤：

a)将水加热至沸腾，再将二次铝灰、沸腾水、催化剂进行搅拌混合，并收集逸出氨蒸汽，制备氨水；

b)考虑到受海拔影响导致的沸点不同，溶液恒温要求为80℃以上，并保持匀速搅拌反应4～8h；

c)反应后，沉淀过滤二次铝灰；

其中所述催化剂为水溶性碳酸盐。

本发明还具有以下附加技术特征：