(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 106629774 A(43)申请公布日 2017.05.10
(21)申请号 201611266169.7(22)申请日 2016.12.31
(71)申请人 佛山市吉力达铝材科技有限公司
地址 528231 广东省佛山市南海区大沥镇
曹边第三工业区富强南路2号之二(72)发明人 李克平 李孟方
(74)专利代理机构 广州市越秀区哲力专利商标
事务所(普通合伙) 44288
代理人 唐超文 贺红星(51)Int.Cl.
C01C 1/02(2006.01)C01F 7/02(2006.01)C01B 33/12(2006.01)C04B 35/66(2006.01)C22B 7/02(2006.01)
权利要求书1页 说明书3页
C22B 21/00(2006.01)
CN 106629774 A(54)发明名称
一种无害化处理铝灰的方法(57)摘要
本发明公开了一种无害化处理铝灰的方法，包括以下步骤：1)取待处理的铝灰，置于球磨机中，球磨，铝灰中的金属铝被压扁形成扁平状铝；过筛，扁平状铝从铝灰中分离，得到第一铝灰；2)把第一铝灰置于第一容器中，第一容器设置有排气口；往第一容器中加第一部分水，搅拌，第一铝灰中的氮化铝与水反应，产生氨气和氢氧化铝，氨气通过排气口排出；氨气排出后，第一容器中剩下的物料记为第一物料；3)取第一物料，进行除铁操作，除铁后的第一物料记为第二物料；4)对第二物料进行离心脱水操作，然后，干燥，得到含有氧物的混合物。该方法在不加热的情况下，安全地去除了铝灰中的有害物质和易燃易爆物质，使铝灰无害化和资源化。
CN 106629774 A
权 利 要 求 书
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1.一种无害化处理铝灰的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)取待处理的铝灰，置于球磨机中，球磨，铝灰中的金属铝被压扁形成扁平状铝；然后过筛，扁平状铝从铝灰中分离，得到第一铝灰；
2)把所述第一铝灰置于第一容器中，所述第一容器设置有排气口；往所述第一容器中加第一部分水，搅拌，第一铝灰中的氮化铝与水反应，产生氨气和氢氧化铝，氨气通过所述排气口排出；氨气排出后，第一容器中剩下的物料记为第一物料；
3)取所述第一物料，进行除铁操作，除铁后的第一物料记为第二物料；4)对所述第二物料进行离心脱水操作，然后，干燥，得到含有氧化铝和氧化硅的混合物。
2.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2)和步骤3)之间，还包括步骤2-1)，氨气排出完全后，再次往所述第一容器中加入第二部分水，然后球磨，使第一铝灰中剩余的金属铝与水充分反应，形成氢氧化铝。
3.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤1)中，球磨时，直至金属铝被压扁形成扁平状铝，且扁平状铝的目数大于100目为止。
4.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2)中，第一部分水与第一铝灰的重量比为(1.5-2.5)：1；加入第一部分水后，搅拌，直至水中不冒气泡为止。
5.根据权利要求4所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2)中，第一部分水与第一铝灰的重量比为2：1。
6.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2)中，氨气通过抽风机从所述排气口中抽出，抽出的氨气通过盐酸或硫酸进行吸收。
7.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2)中，氨气通过抽风机从所述排气口中抽出，抽出的氨气通过喷淋塔进行吸收。
8.根据权利要求2所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2-1)中，加入第二部分水，直至第一容器内，水与第一铝灰的重量比为(3-5)：1为止。
9.根据权利要求8所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤2-1)中，加入第二部分水，直至第一容器内，水与第一铝灰的重量比为4：1为止。
10.根据权利要求1所述的无害化处理铝灰的方法，其特征在于，在步骤3)中，利用磁性除铁机进行除铁。
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CN 106629774 A
说 明 书
一种无害化处理铝灰的方法
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技术领域[0001]本发明涉及冶金行业废弃物处理技术领域，尤其涉及一种无害化处理铝灰的方法。
背景技术[0002]铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物。在铝材的精炼过程中，会扒出很多铝灰，铝灰里面含有大量的氨和金属铝，氨为有毒物质，而金属铝易燃易爆。同时，铝厂产生的铝灰量非常大，一家大型的铝棒厂一年会产生上千吨的铝灰。如果铝灰处理不当，会带来很大的危害，主要包括：[0003]1)铝灰里有很多很细的金属铝，非常容易引起燃烧和爆炸；[0004]2)铝灰含有大量的氮化铝(AlN)，遇水会产生大量的氨气NH3，氨气有很大的毒性，腐蚀性，会对人体，动物，植物造成伤害，还会污染土壤，水源。[0005]3)铝灰里还含有大量的铝离子，铝离子如果进入土壤被农作物吸收，或者进入饮用水源，都有可能危害摄入该农作物或水源的人吸收，铝离子对人体的神经系统会有很大损伤，严重的会导致老年痴呆症。[0006]4)铝灰中还有大量的氟化物，氯化物，如果随意填埋堆放，会使土壤盐碱化。[0007]目前，国内还没有合适的铝灰无害化处理方案。曾经有企业尝试对铝灰做回收实验。该企业的方法如下：在半封闭容器的外部加温或往铝灰中加氧化性物质加热，使铝灰的温度到达800度高温，结果导致铝灰中的金属铝产生爆炸，造成了多人伤亡。也就是说，高温熔炼回收铝灰的方法是危险而不可取的。[0008]目前大部分的铝加工精炼厂，采用的是厂内堆放，或偷排出厂两种方法。有铝灰厂内铝灰已经堆积了上万吨之多，但苦于无解决的办法，只能继续挤压堆放，浪费了大量的厂房空间，也带了很大的安全隐患。发明内容[0009]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无害化处理铝灰的方法，该方法在不加热的情况下，安全地去除了铝灰中的有害物质和易燃易爆物质，使铝灰无害化，同时使铝灰资源化。[0010]本发明的目的采用以下技术方案实现：[0011]一种无害化处理铝灰的方法，包括以下步骤：[0012]1)取待处理的铝灰，置于球磨机中，球磨，铝灰中的金属铝被压扁形成扁平状铝；然后过筛，扁平状铝从铝灰中分离，得到第一铝灰；[0013]2)把所述第一铝灰置于第一容器中，所述第一容器设置有排气口；往所述第一容器中加第一部分水，搅拌，第一铝灰中的氮化铝与水反应，产生氨气和氢氧化铝，氨气通过所述排气口排出；氨气排出后，第一容器中剩下的物料记为第一物料；[0014]3)取所述第一物料，进行除铁操作，除铁后的第一物料记为第二物料；
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说 明 书
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4)对所述第二物料进行离心脱水操作，然后，干燥，得到含有氧化铝和氧化硅的混
合物。
优选的，在步骤2)和步骤3)之间，还包括步骤2-1)，氨气排出完全后，再次往所述
第一容器中加入第二部分水，然后球磨，使第一铝灰中剩余的金属铝与水充分反应，形成氢氧化铝。[0017]优选的，在步骤1)中，球磨时，直至金属铝被压扁形成扁平状铝，且扁平状铝的目数大于100目为止。也就是说，球磨至金属铝被压扁成片状，且片状金属铝在过筛时，会留在100目筛网以上，而其他物料均能通过筛网为止。[0018]优选的，在步骤2)中，第一部分水与第一铝灰的重量比为(1.5-2.5)：1；加入第一部分水后，搅拌，直至水中不冒气泡为止。[0019]优选的，在步骤2)中，第一部分水与第一铝灰的重量比为2：1。[0020]优选的，在步骤2)中，氨气通过抽风机从所述排气口中抽出，抽出的氨气通过盐酸或硫酸进行吸收。[0021]优选的，在步骤2)中，氨气通过抽风机从所述排气口中抽出，抽出的氨气通过喷淋塔进行吸收。[0022]优选的，在步骤2-1)中，加入第二部分水，直至第一容器内，水与第一铝灰的重量比为(3-5)：1为止。[0023]优选的，在步骤2-1)中，加入第二部分水，直至第一容器内，水与第一铝灰的重量比为4：1为止。[0024]优选的，在步骤3)中，利用磁性除铁机进行除铁。[0025]相比现有技术，本发明的有益效果在于：[0026](1)本发明所提供的无害化处理铝灰的方法，在不需要加热的条件下，可以安全回收金属铝和氮化铝等物质，免除了铝灰易燃易爆，以及遇水容易产生有毒氨气的危险，使铝灰无害化，同时使铝灰资源化，操作安全性高，成本低。铝灰中易燃易爆的金属铝具有延展性，球磨时，金属铝会被压扁变成扁平状，扁平状的金属铝不通过筛网，而被分离；然后加水，水和铝灰中的氮化铝反应，生成氨气和氢氧化铝，氨气被抽出并吸收，得到工业副产品氨水；铝灰中的铁即可通过磁选机进行筛出；接着，除铁后的物料(含有氢氧化物，包括氢氧化铝)，经过离心脱水和干燥操作，形成氧化物，主要为氧化铝和氧化硅(氧化硅是由硅单质转化而成的，原铝灰中的硅以单质的形成表现，在球磨时，粒度变细，在后续的操作中，加入水，且整个体系随着操作的进行，温度有提升，硅会形成氧化硅)。氧化物可以进行后续的提纯再利用，制成耐火砖或耐磨性材料。同时，铝灰中的盐，包括氯化钠和氯化钾，会溶于水中，离心脱水时会被除去；而铝灰中的氟化物，不需要除去，不影响后续制作耐火砖和耐磨性材料。
具体实施方式[0027]下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：[0028]一种无害化处理铝灰的方法，包括以下步骤：[0029]1)取待处理的铝灰，置于球磨机中，球磨，铝灰中的金属铝被压扁形成扁平状铝；然后过筛，扁平状铝从铝灰中分离，得到第一铝灰；
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说 明 书
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2)把所述第一铝灰置于第一容器中，所述第一容器设置有排气口；往所述第一容
器中加第一部分水，搅拌，第一铝灰中的氮化铝与水反应，产生氨气和氢氧化铝，氨气通过所述排气口排出；氨气排出后，第一容器中剩下的物料记为第一物料；[0031]2-1)氨气排出完全后，再次往所述第一容器中加入第二部分水，然后球磨，使第一铝灰中剩余的金属铝与水充分反应，形成氢氧化铝；[0032]3)取所述第一物料，进行除铁操作，除铁后的第一物料记为第二物料；[0033]4)对所述第二物料进行离心脱水操作，然后，干燥，得到含有氧化铝和氧化硅的混合物。[0034]作为优选的方案，在步骤1)中，球磨时，直至金属铝被压扁形成扁平状铝，且扁平状铝的目数大于100目为止；过筛时，粒径大于100目的扁平状铝被分离，回收；[0035]作为优选的方案，在步骤2)中，第一部分水与第一铝灰的重量比为(1.5-2.5)：1，较佳地为2:1；加入第一部分水后，搅拌，直至水中不冒气泡为止；氨气通过抽风机从所述排气口中抽出，抽出的氨气通过盐酸或硫酸进行吸收，氨气吸收装置可以为喷淋塔。[0036]作为优选的方案，在步骤2-1)中，加入第二部分水，直至第一容器内，水与第一铝灰的重量比为(3-5)：1为止，较佳地为4：1。[0037]作为优选的方案，在步骤3)中，利用磁性除铁机进行除铁。[0038]作为优选的方案，还包括步骤5)，取所述含有氧化铝和氧化硅的混合物，提纯，取氧化铝和氧化硅，用于制备耐火砖或耐磨性材料。[0039]实施例1[0040]取某铸铝企业的铝灰，按照上述方法进行综合回收利用。并且，分别测定处理前后铝灰中金属铝、氮化铝和金属铁的含量，测试结果如下表1所述。[0041]表1某铸铝企业铝灰的处理结果记录表
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金属铝氮化铝金属铁处理前的含量20％101％处理后的含量2-5％0-0.10.2％去除率80％90-100％80％[0043]从表1的结果可得，本发明所提供的无害化处理铝灰的方案，能够有效回收其中的金属铝、氮化铝和金属铁，避免了易燃易爆和遇水产生有毒氨气的危险，铝灰得到妥善安置，同时被资源化，符合绿色生产的要求。[0044]对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
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