铝灰利用方法 |
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| 申请号 | CN201710104638.3 | 申请日 | 2017-02-24 | 公开(公告)号 | CN106892441A | 公开(公告)日 | 2017-06-27 |
| 申请人 | 南通大学; | 发明人 | 倪红军; 顾涛; 胡永胜; 吕帅帅; 汪兴兴; 朱昱; 黄明宇; 胡妙关; | ||||
| 摘要 | 本 申请 公开了一种 铝 灰利用方法，包括以下步骤：S101：将铝灰渣倒入反应釜，向该反应釜内加入 水 并搅拌翻动形成浆料，进行 水解 反应脱 氨 ，水解反应脱氨生成的逸出氨气进入吸收塔，在吸收塔内采用喷淋水或酸对逸出氨气进行收集；S102：将脱氨后剩余的浆料装入储料容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得 块 状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰。本申请所提供的方法，极大的提高了铝灰的附加值，避免了铝灰因堆积填埋造成的环境污染；利用效率高、工艺流程简单、投资少、成本低且环保，便于大规模的推广应用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种铝灰利用方法，其特征在于，包括以下步骤： |
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| 说明书全文 | 铝灰利用方法技术领域背景技术[0002] 铝灰是一种工业废渣，目前大多数工厂处理铝灰的方式就是堆积填埋，严重的污染环境。少部分工厂仅对铝灰中单质铝进行回收，剩下的大量铝灰还是没有得到有效的解决。虽然有一些关于铝灰的应用的研究，如用铝灰制备净水剂、铺路材料，陶瓷等，但大多数都停留在理论和实验室阶段，没有得到大规模的应用。 [0003] 铝灰的成分很复杂，以单质铝、氧化铝和氮化铝为主。对于电解铝行业来讲，铝灰中通常都含有金属铝、Al2O3、(Fe、Si、Mg)的氧化物及(K、Na、Ca、Mg)的氯化物等。对于铝铸造行业来讲，铝灰的成分主要有金属铝、Al2O3、(Na、Mg、Ca)的氧化物、氮化铝以及一些微量成分。电解铝行业和铝铸造行业产生的铝灰主要成分大致相同，主要差异就在于在铝灰的形成过程。在电解铝过程中由于精炼剂、覆盖剂和造渣剂的使用以及在铝铸造行业生产过程中由于铸造熔炼炉内气氛等因素都会影响铝灰的成分及含量。 [0004] 目前，铝灰堆积填埋的现状已经严重制约我国再生铝行业的发展，因此急需寻求一种高效利用铝灰的方法，以最大程度上利用铝灰，并保护生态环境，实现固体废渣的再生利用。发明内容 [0006] 本发明提供了一种铝灰利用方法，包括以下步骤： [0008] S102：将脱氨后剩余的浆料装入储料容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得块状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰。 [0009] 优选的，在步骤S101之前还包括：在防尘环境下，将铝灰原料送入炒灰装置中进行炒灰处理，提取出所述铝灰原料中的金属铝，并剩下铝灰渣。 [0011] 优选的，在步骤S102之后还包括：向拌液容器中倒入所述二次铝灰，在搅拌翻动条件下向所述二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，向所述混合物内加水形成混合浆料，对所述混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品。 [0012] 优选的，在步骤S102之后还包括： [0013] 向搅拌装置中倒入一部分所述二次铝灰，向该部分二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，搅拌翻动形成混合材，对所述混合材进行粉磨形成矿渣硅酸盐水泥； [0014] 向拌液容器中倒入另一部分所述二次铝灰，在搅拌翻动条件下向该部分二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，向所述混合物内加水形成混合浆料，对所述混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品。 [0015] 优选的，所述“将铝灰渣倒入反应釜，向该反应釜内加入水并搅拌翻动形成浆料”包括： [0016] 将所述铝灰渣空冷至70-90℃时倒入反应釜，按照所述铝灰渣与水的质量比为1：1.5～1：4向所述反应釜内加入水并搅拌翻动形成浆料。 [0017] 优选的，所述混合材中所述铝灰、所述硅酸盐水泥熟料、所述石灰石和所述石膏的质量份比为(20-30份)：(50-70份)：(5-10份)：(4-8份)。 [0018] 优选的，所述混合物中所述铝灰、所述黏土、所述废玻璃和所述硼砂的质量份比为(25-35份)：(30-60份)：(15-25份)：(2-10份)。 [0019] 优选的，“向所述混合物内添加水形成混合浆料”包括： [0020] 按照混合物与水的质量比为1:1-1:3向混合物内加入水形成混合浆料。 [0021] 优选的，所述高温烧结的温度为1100-1500℃。 [0022] 与现有技术相比，本申请所提供的铝灰利用方法，结合优选的实施方式，从铝灰原料中提取出金属铝、收集氨气(得氨水或铵盐)以及制成矿渣硅酸盐水泥或玻璃制品，极大的提高铝灰的附加值，避免了铝灰因堆积填埋造成的环境污染；利用效率高，整个利用的生产流程中，铝灰的有效利用率达90份-92份；工艺流程简单、投资少、成本低且环保，便于大规模的推广应用。附图说明 [0023] 通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显： [0024] 图1为本发明的方法步骤图； [0025] 图2为本发明的第一种工艺流程图； [0026] 图3为本发明的第二种工艺流程图； [0027] 图4为本发明的第三种工艺流程图。 具体实施方式[0028] 下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。 [0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。 [0030] 请参考图1，本发明提供了一种铝灰利用方法，包括： [0031] 步骤S101：将铝灰渣倒入反应釜，向该反应釜内加入水并搅拌翻动形成浆料，进行水解反应脱氨，水解反应脱氨生成的逸出氨气进入吸收塔，在吸收塔内采用喷淋水或酸对逸出氨气进行收集； [0032] 步骤S102：将脱氨后剩余的浆料装入储料容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得块状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰。其中步骤S102中，储料容器可用于放置浆料并适合置于箱式电炉使用，例如烧杯；对储料容器中浆料的干燥温度设定为100-150℃，该温度范围既能够保证浆料干燥充分，同时也节约干燥的时间；经振动研磨机球磨处理所得的二次铝灰的粒度为50-80目。 [0033] 步骤S101将铝灰渣与水混合，进行水解脱氨反应。步骤S101中的铝灰渣可以是包含金属铝、氧化铝、氮化铝等成分的铝灰原料，也可以是去除金属铝的铝灰。 [0034] 进一步地，为提高铝灰的利用率，在步骤S101之前还包括：在防尘环境下，将铝灰原料(包含单质铝、氧化铝、氮化铝等成分)送入炒灰装置中进行炒灰处理，提取出铝灰原料中的金属铝，并剩下铝灰渣。对铝灰原料进行炒灰处理，分离出炒灰原料中的金属铝，即实现金属铝的回收，对剩下的铝灰渣按照步骤S101进行处理。 [0035] 其中，所使用的提取金属铝的炒灰装置可以是以下任一一种：具备除尘功能的炒灰机、回转窑、倾动回转炉，炒灰机适用于小型工厂，回转窑、倾动回转炉相比于炒灰机，机械化程度高，安全环保；炒灰处理的温度为660℃-700℃，方便铝灰渣与金属铝充分分离。 [0036] 步骤S102中处理所得的二次铝灰还可以进行再次使用，以进一步提高铝灰的利用率。 [0037] 例如，在步骤S102之后还包括：向搅拌装置中倒入二次铝灰，向二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，搅拌翻动形成混合材，对混合材进行粉磨形成矿渣硅酸盐水泥。 [0038] 其中，搅拌装置为水泥搅拌机，功率20-50kW，转速23-35r/min，一般优选搅拌时间5-10分钟，当然搅拌时间也可以视制备矿渣硅酸盐水泥的原料的量而定，以搅拌充分为准。 [0039] 如图2所示，对铝灰原料进行炒灰处理，从铝灰原料中分离出金属铝，并剩下铝灰渣；将铝灰渣倒入反应釜内与水混合，进行水解脱氨反应，收集氨气，并且得到二次铝灰；向二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，搅拌翻动形成混合材，对混合材进行粉磨形成矿渣硅酸盐水泥，实现对铝灰的多级利用。 [0040] 又如，在步骤S102之后还包括：向拌液容器中倒入二次铝灰，在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，向混合物内加水形成混合浆料，对混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品。本申请所提及的拌液容器指的是可以用来搅拌的容器，例如烧杯、量瓶等。 [0041] 本申请中，制备玻璃制品所使用的原料，以二次铝灰、黏土为主要原料，以废玻璃、硼砂为辅助原料；依次进行的干燥、压制、高温烧结分别为，将二次铝灰、黏土、废玻璃、硼砂以及水组成的混合浆料通过拌液容器盛装并放入干燥箱进行脱水干燥，干燥温度设定为100-150℃；将干燥所得的材料放入模具(例如模具的内腔为瓶状、盘状等等)中并用压制成型机压制成型；将经压制成型机压制后含材料的模具进行高温烧结形成玻璃制品。 [0042] 如图3所示，对铝灰原料进行炒灰处理，从铝灰原料中分离出金属铝，并剩下铝灰渣；将铝灰渣倒入反应釜内与水混合，进行水解脱氨反应，收集氨气，并且得到二次铝灰；向二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，向混合物内加水形成混合浆料，对混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品，实现对铝灰的多级利用。 [0043] 再如，在步骤S102之后还包括：向搅拌装置中倒入一部分二次铝灰，向该部分二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，搅拌翻动形成混合材，对混合材进行粉磨形成矿渣硅酸盐水泥； [0044] 向拌液容器中倒入另一部分二次铝灰，在搅拌翻动条件下向该部分二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，向混合物内加水形成混合浆料，对混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品。 [0045] 如图4所示，对铝灰原料进行炒灰处理，从铝灰原料中分离出金属铝，并剩下铝灰渣；将铝灰渣倒入反应釜内与水混合，进行水解脱氨反应，收集氨气，并且得到二次铝灰；向部分二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，搅拌翻动形成混合材，对混合材进行粉磨形成矿渣硅酸盐水泥；向另一部分二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂搅拌形成混合物，向混合物内加水形成混合浆料，对混合浆料依次进行干燥、压制、高温烧结形成玻璃制品，实现对铝灰的多级利用。 [0046] 进一步地，“将铝灰渣倒入反应釜，向该反应釜内加入水并搅拌翻动形成浆料”包括： [0047] 将铝灰渣空冷至70-90℃时倒入反应釜，按照铝灰渣与水的质量比为1：1.5～1：4向反应釜内加入水并搅拌翻动形成浆料，一般优选铝灰渣与水的质量比为1:2～1:3。对于铝灰渣空冷温度的设定以及铝灰渣与水质量比的设定，使得铝灰渣与水进行水解反应后能够充分脱氨。其中，通过安装于盛放铝灰渣的容器上的温度传感器来判断铝灰渣的温度。 [0048] 进一步地，混合材中铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的质量份比为(20-30份)：(50-70份)：(5-10份)：(4-8份)。 [0049] 进一步地，混合物中铝灰、黏土、废玻璃和硼砂的质量份比为(25-35份)：(30-60份)：(15-25份)：(2-10份)。 [0050] 进一步地，“向混合物内添加水形成混合浆料”包括：按照混合物与水的质量比为1:1-1:3向混合物内加入水形成混合浆料。 [0051] 进一步地，高温烧结温度为1100-1500℃。一般优选1300℃，该温度下处理所得的玻璃陶瓷工艺品的性能佳。 [0052] 实施例一 [0053] 例如，一种铝灰利用方法，包括： [0054] 在防尘环境下，将铝灰原料(含15.7％的氧化铝、16.4％的单质铝、20.5％的氮化铝)送入炒灰装置中进行炒灰处理，炒灰温度为680℃，提取出铝灰原料中的金属铝，得到铝灰渣； [0055] 将铝灰渣空冷至80℃左右倒入反应釜，向该反应釜内加入水，铝灰渣与水按质量比1:2进行水解反应脱氨，用吸收塔对制备的氨气进行收集； [0056] 将脱氨后剩余的浆料装入容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得块状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰； [0057] 对二次铝灰进行如下处理：在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的质量份比为(25.8-27.8份)：(60-62份)：(4.5-6.2份)：(6.2-7份)，对二次铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的混合材进行粉磨制备得矿渣硅酸盐水泥；或者，在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，铝灰、黏土、废玻璃和硼砂的质量份比为(28.5-30份)：(45.9-50.1份)：(19.7-21.6份)：(6.4-7.3份)，按照混合物与水的质量比为1:2向混合物内加水制成混合浆料，对混合浆料进行干燥、压制、高温烧结处理得玻璃陶瓷工艺品，其中高温烧结温度为1300℃左右。 [0058] 该实施例通过利用的方法，铝灰利用率高，回收利用率达90.5份。 [0059] 实施例二 [0060] 例如，一种铝灰利用方法，包括： [0061] 在防尘环境下，将铝灰原料(含7.5％的氧化铝、23.5％的单质铝、30.1％的氮化铝)送入炒灰装置中进行炒灰处理，炒灰温度为690℃，提取出铝灰原料中的金属铝，得到铝灰渣； [0062] 将铝灰渣空冷至80℃左右倒入反应釜，向该反应釜内加入水，铝灰渣与水按质量比1:3进行水解反应脱氨，用吸收塔对制备的氨气进行收集； [0063] 将脱氨后剩余的浆料装入容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得块状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰； [0064] 对二次铝灰进行如下处理：在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的质量份比为(21.4-23.5份)：(68.1-70份)：(6.7-7.2份)：(5.3-5.6份)，对二次铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的混合材进行粉磨制备得矿渣硅酸盐水泥；或者，在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，铝灰、黏土、废玻璃和硼砂的质量份比为(33-35份)：(30.5-35份)：(23.5-25份)：(6.5-9.3份)，按照混合物与水的质量比为1:2.5向混合物内加水制成混合浆料，对混合浆料进行干燥、压制、高温烧结处理得玻璃陶瓷工艺品，其中高温烧结温度为1300℃左右。 [0065] 该实施例通过利用的方法，铝灰利用率高，回收利用率达91.6份。 [0066] 实施例三 [0067] 例如，一种铝灰利用方法，包括： [0068] 在防尘环境下，将铝灰原料(含18.5％氧化铝、16.5％单质铝、氮化铝20.4％)送入炒灰装置中进行炒灰处理，炒灰温度为700℃，提取出铝灰原料中的金属铝，得到铝灰渣； [0069] 将铝灰渣空冷至80℃左右倒入反应釜，向该反应釜内加入水，铝灰渣与水按质量比1:2.5进行水解反应脱氨，用吸收塔对制备的氨气进行收集； [0070] 将脱氨后剩余的浆料装入容器并放入箱式电炉内进行干燥处理得块状铝渣，将块状铝渣送入振动碾磨机进行球磨处理得到二次铝灰； [0071] 对二次铝灰进行如下处理：在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏，铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的质量份比为(22-25.8份)：(64-66.5份)：(6.5-8份)：(4.5-6.3份)，对二次铝灰、硅酸盐水泥熟料、石灰石和石膏的混合材进行粉磨制备得矿渣硅酸盐水泥；或者，在搅拌翻动条件下向二次铝灰中加入黏土、废玻璃和硼砂形成混合物，铝灰、黏土、废玻璃和硼砂的质量份比为(30.5-33份)：(48-53份)： (22.7-23.9份)：(4.6-6.8份)，按照混合物与水的质量比为1:3向混合物内加水制成混合浆料，对混合浆料进行干燥、压制、高温烧结处理得玻璃陶瓷工艺品，其中高温烧结温度为 1300℃左右。 [0072] 该实施例通过利用的方法，铝灰利用率高，回收利用率达90.8份。 [0073] 以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。 |
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