一種二次鋁灰無害化利用的方法與流程

1、將水與二次鋁灰混合，加熱攪拌浸出；

2、水浸后進行固液分離，得到初級濾液和初級濾渣；

3、將所述初級濾液進行加熱蒸發(fā)，得到可溶性鹽；

4、將所述初級濾渣和酸混合，并加熱攪拌浸出；

5、酸浸后進行固液分離，得到次級濾液和次級濾渣；

一種二次鋁灰資源化的方法與流程

1、鋁灰在組成上與鋁土礦存在顯著不同，鋁灰產(chǎn)生過程中不可避免地含有單質(zhì)鋁、氮化鋁、碳化鋁，鋁土礦中并不含有這些物質(zhì)。在堿溶過程中會產(chǎn)生大量的氫氣、甲烷和氨氣，這些氣體在高溫條件是屬于不凝氣體，如果實際生產(chǎn)過程中直接在高溫高壓的密封反應(yīng)器中進行堿溶，則極易產(chǎn)生爆炸，同時導(dǎo)致生產(chǎn)中斷。因此，在鋁灰的高溫高壓堿溶前必需設(shè)置一步常壓條件下的預(yù)處理步驟，即去除鋁灰中的單質(zhì)鋁、氮化鋁、碳化鋁，同時回收能源物質(zhì)氫氣和甲烷，回收化肥原料氨氣。因此常壓堿溶是必要的不可省略的步驟；

2、常壓堿溶過程中反應(yīng)較為劇烈，顯著影響進料速度，大幅降低反應(yīng)器的處理效率。只有當(dāng)活性炭和多孔合成酚醛樹脂配合使用作為防沸劑時，才能快速的消除泡沫和降低反應(yīng)劇烈程度，使得本發(fā)明可以一個單元設(shè)備分步完成，使得本發(fā)明的流程更加的高效。特別是活性炭和多孔合成酚醛樹脂的質(zhì)量比為1-2：2。在這個比例下，消除泡沫和降低反應(yīng)劇烈程度的速度快，效果好，從而大幅提高反應(yīng)器的進料量和處理效率，而且還可以消除反應(yīng)過程中產(chǎn)生的大量泡沫，從而避免泡沫及其攜帶顆粒進入吸收塔并降低其工作效率。

3、常壓堿溶盡管因反應(yīng)熱自升溫，但還不能超過沸騰的溫度100℃，氧化鋁有很多晶型，堿溶溫度從幾十?dāng)z氏度到上千攝氏度不等，鋁灰在100℃及以下只溶解很少的一部分晶型，所含的大部分晶型必需升至較高溫度下才能溶解。因此，二次鋁灰的堿溶必需經(jīng)過二步而不是一步，這是與鋁土礦一步堿溶的重要區(qū)別，也是二步堿溶的優(yōu)勢。

4、鋁灰在組成上與鋁土礦存在顯著不同，鋁灰產(chǎn)生過程中不可避免地含有單質(zhì)鋁、氮化鋁、碳化鋁，這些物質(zhì)在自然環(huán)境的變化中并不是穩(wěn)定存在的。因此，鋁灰直接制磚技術(shù)的實用性不高，但是去除這些活性物質(zhì)后，剩余的物質(zhì)全部為惰性物質(zhì)，使得鋁灰制磚技術(shù)具有極高的實用價值，是一項廢物處理處置和資源化的好途徑。

5、常壓堿溶條件下鋁灰中的單質(zhì)鋁與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(H2)，鋁灰中的碳化鋁和氮化鋁與燒堿反應(yīng)分別產(chǎn)生甲烷(CH4)和氨氣(NH3)，甲烷和氫氣可以做為能源物質(zhì)用于氫氧化鋁煅燒所需的熱量及系統(tǒng)升溫所需的熱量，氨氣經(jīng)吸收后制取氯化銨或硫酸氫銨化肥。

6、氫氧化鋁的過飽和溶液是特別穩(wěn)定的，一般情況下需加入大量的氫氧化鋁晶種，并長時間攪拌才能誘導(dǎo)析出。本發(fā)明可以省去這一步驟，不加氫氧化鋁晶種的條件實現(xiàn)分解反應(yīng)，析出氫氧化鋁，大大降低了運行成本和能耗。

圖1為本發(fā)明的工藝路線。

1、二次鋁灰經(jīng)研磨后過10目篩；按15％的篩后物和1％的防沸劑(活性炭和多孔合成酚醛樹脂的質(zhì)量比為1：2)其中加入15％燒堿(NaOH)溶液，在常壓下進行充分反應(yīng)，鋁灰中的單質(zhì)鋁與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(H2)，單質(zhì)鋁被氧成偏鋁酸鈉，鋁灰中的碳化鋁和氮化鋁與燒堿反應(yīng)分別產(chǎn)生甲烷(CH4)和氨氣(NH3)，在攪拌條件下直到未見氣泡產(chǎn)生為止，氨氣經(jīng)鹽酸吸收后成為銨肥，剩余氫氣和甲烷收集起來，可以用來系統(tǒng)加熱；在200℃高壓閉封條件下，進一步溶出難溶晶型的氧化鋁；將未溶鋁渣過濾，所得濾渣制磚，所得濾液進行稀釋至1.5倍，增加氧化鋁的不飽和度；冷卻稀釋后的濾液至室溫，在不加晶種的條件下析出氫氧化鋁晶體；過濾后所得氫氧化鋁200℃下煅燒失水得一水氧化鋁，濾液經(jīng)蒸發(fā)后作為燒堿溶液循環(huán)使用。

2、二次鋁灰經(jīng)研磨后過20目篩；按25％的篩后物和3％的防沸劑(活性炭和多孔合成酚醛樹脂的質(zhì)量比為2：2)加入20％燒堿(NaOH)溶液，在常壓下進行充分反應(yīng)，鋁灰中的單質(zhì)鋁與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(H2)，單質(zhì)鋁被氧成偏鋁酸鈉，鋁灰中的碳化鋁和氮化鋁與燒堿反應(yīng)分別產(chǎn)生甲烷(CH4)和氨氣(NH3)，在攪拌條件下直到未見氣泡產(chǎn)生為止，氨氣經(jīng)硫酸吸收后成為銨肥，剩余氫氣和甲烷收集起來，可以用來系統(tǒng)加熱；在260℃高壓閉封條件下，進一步溶出難溶晶型的氧化鋁；將未溶鋁渣過濾，所得濾渣制磚，所得濾液進行稀釋至2.5倍，增加氧化鋁的不飽和度；冷卻稀釋后的濾液至室溫，在不加晶種的條件下析出氫氧化鋁晶體；過濾后所得氫氧化鋁500℃下煅燒失水得γ-氧化鋁，濾液經(jīng)蒸發(fā)后作為燒堿溶液循環(huán)使用。

3、二次鋁灰經(jīng)研磨后過40目篩；按35％的篩后物加入25％燒堿(NaOH)溶液和5％的防沸劑(活性炭和多孔合成酚醛樹脂的質(zhì)量比為1：2)，在常壓下進行充分反應(yīng)，鋁灰中的單質(zhì)鋁與燒堿反應(yīng)產(chǎn)生氫氣(H2)，單質(zhì)鋁被氧成偏鋁酸鈉，鋁灰中的碳化鋁和氮化鋁與燒堿反應(yīng)分別產(chǎn)生甲烷(CH4)和氨氣(NH3)，在攪拌條件下直到未見氣泡產(chǎn)生為止，氨氣經(jīng)磷酸吸收后成為銨肥，剩余氫氣和甲烷收集起來，可以用來作為能源物質(zhì)外輸；在500℃高壓閉封條件下，進一步溶出難溶晶型的氧化鋁；將未溶鋁渣過濾，所得濾渣作為混凝土填料，所得濾液進行稀釋至3.5倍，增加氧化鋁的不飽和度；冷卻稀釋后的濾液至室溫，在不加晶種的條件下析出氫氧化鋁晶體；過濾后所得氫氧化鋁1200℃下煅燒失水得α-氧化鋁，濾液經(jīng)蒸發(fā)后作為燒堿溶液循環(huán)使用。