一种提取铝灰中铝和氯化物的方法

摘要

本发明涉及一种处理铝灰提取铝和氯化物的方法，适用于电解铝厂、铝加工厂、再生铝厂重熔铸造过程产生的工业废渣——铝灰的综合利用。其特征在于其提取过程为将铝灰加热将铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，将铝液吸出直接送去铸造；将熔渣用水浸出使铝灰中的氯化物溶解进入水中，再进行固液分离；蒸发液相得到氯化物结晶，固相作为原料生产氧化铝。用本发明的方法处理铝灰，工艺流程短，操作方便，易于工业实施，可提取铝灰中各种有价成分，综合利用价值高、回收率高，铝灰中金属铝的回收率大于85％，氯化物回收率大于80％。

说明书

技术领域

本发明涉及一种处理铝灰提取铝和氯化物的方法，适用于电解铝厂、铝加工厂、再生铝厂重熔铸造过程产生的工业废渣——铝灰的综合利用。

背景技术

铝灰是铝液、铝锭、再生铝熔炼精制铝材过程中产生的溶渣和浮皮，铝灰是一种产量大、污染严重的工业废渣，主要来源于电解铝厂、铝加工厂的铸造工序和再生铝厂的熔炼铸造工序。据统计，每加工一吨原铝，约产生20-40千克铝灰，铝液直接熔铸时产生量较少，铝锭重熔时产生量较多；再生一吨废铝约产生100-250千克铝灰。铝灰外观为银灰色、粉末状，性状类似粉煤灰。铝灰的主要成分为：金属铝约10％-30％，氧化铝约30％-70％、二氧化硅和氧化铁约5％-15％，钾钠钙镁的氯化物约10％-30％。铝灰具有很高的回收利用价值。目前，国内外铝灰的应用研究主要集中在以下几方面：回收铝和氧化铝；合成高效水处理絮凝剂——聚合氯化铝；生产硫酸铝；将铝灰用于建筑材料中。

专利ZL200410052548.7公开了一种用废铝灰生产氧化铝的方法，它是将铝灰筛选，筛网目40-60目；磁选除铁；脱水至铝灰含水分＜15％；在脱水后的铝灰中加入Na₂CO₃溶液搅拌；铝灰浆料烧结，其物料温度为1100℃-1200℃；熟料冷却，冷却温度100℃-200℃；对冷却后的熟料加水研磨至120目-150目的熟料浆液，浆液苛性比1∶1-1∶1.6，浆液铝酸纳含量120g/L-150g/L；加温浸出铝酸钠粗溶液，其浸出温度80℃-100℃，浸出时间1-2h；压滤：得到铝酸钠精液；通入二氧化碳气体进行析晶，析晶温度为50℃-70℃；由离心机作液固分离得晶体氢氧化铝；将晶体氢氧化铝进行高温焙烧成为氧化铝产品，物料温度1100℃-1200℃。

专利ZL200610049387.5公开了一种利用铝灰制备氢氧化铝的方法，它包括以下步骤：①将铝灰与固体碳酸钠按重量比100∶(80-120)进行混合搅拌；②将固体混合物在900℃-1500℃条件下熔融1-5小时；③将熔融物放入清水中浸泡10小时以上，去掉沉淀物后剩下铝酸钠溶液；④按摩尔比铝酸钠∶硫酸为2∶(0.9-1.1)在铝酸钠溶液中加入硫酸；⑤使用过滤器进行固液分离，分别得到氢氧化铝沉淀物和硫酸钠溶液；⑥将氢氧化铝沉淀物在20-80℃的温度下干燥并粉碎后即得到氢氧化铝成品。

但上述技术存在以下不足：(1)在回收氧化铝时未考虑铝灰中铝的直接回收，让铝灰中的金属铝重返提取氧化铝的流程，白白浪费了溶解铝的碱和能耗；(2)未考虑铝灰中氯化物的回收利用；(3)工艺流程复杂，经济性差。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种工艺流程短、操作方便、易于工业实施的提取铝灰中铝和氯化物的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种提取铝灰中铝和氯化物的方法，其特征在于其提取过程为将铝灰加热将铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，将铝液吸出直接送去铸造；将熔渣用水浸出使铝灰中的氯化物溶解进入水中，再进行固液分离；蒸发液相得到氯化物结晶，固相作为原料生产氧化铝。

本发明的一种提取铝灰中铝和氯化物的方法，其特征在于所述的加热铝灰熔化金属铝时的温度为650-800℃。

本发明的一种提取铝灰中铝和氯化物的方法，其特征在于所述的熔渣用水浸出过程的浸出时间为60-180min，浸出固液重量比为：1∶2-1∶20。

本发明的一种提取铝灰中铝和氯化物的方法，其特征在于所述的蒸发液相得到氯化物结晶的蒸发温度为100-200℃。

本发明的方法处理铝灰，工艺流程短，操作方便，易于工业实施，可提取铝灰中各种有价成分，每处理一吨铝灰可回收约85-255公斤铝液，约80-240公斤氯化物和含氧化铝固体料，具体回收量与铝灰中所含金属铝和氯化物的含量有关。该方法综合利用价值高、回收率高，铝灰中金属铝的回收率大于85％，氯化物回收率大于80％。

具体实施方式

一种提取铝灰中铝和氯化物的方法，其过程包括：将铝灰加热到650-800℃，将铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，将铝液吸出直接送去铸造，回收熔渣；将熔渣用水浸出使铝灰中的氯化物溶解进入水中，再进行固液分离，回收固相和液相，浸出时间60-180min，浸出固液重量比为1∶2-1∶20；液相在100-200℃下蒸发结晶回收氯化物，固相作为生产氧化铝的原料。

下面结合实例对本发明的方法作进一步说明。

实施例1

将5000克含金属铝20％，氯化物20％的铝灰加热到650℃，加热过程中搅拌，等到铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，吸出铝液送去铸造，回收熔渣。将熔渣用水浸出180min，浸出固液重量比为1∶20，浸出过程中搅拌，使铝灰中的氯化物溶解进入水中，进行固液分离，回收固相和液相。液相在100℃下蒸发结晶，回收氯化物，氯化物成分主要为氯化钠、氯化钾和氯化镁，可直接返回铸造工序用作精炼熔剂；固相主要含氧化铝和二氧化硅，可直接作为原料生产氧化铝。经对回收物计量称重-，回收金属铝860.7克，回收氯化物915.5克，回收含氧化铝固体料3159.6克。

实施例2

将5000克含金属铝11.5％，氯化物13.2％的铝灰加热到800℃，加热过程中搅拌，等到铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，吸出铝液并送去铸造，回收熔渣。将熔渣用水浸出60min，浸出固液重量比为1∶2浸出过程中搅拌，使铝灰中的氯化物溶解进入水中，进行固液分离，回收固相和液相。液相在150℃下蒸发结晶，回收氯化物，氯化物主要成分为氯化钠、氯化钾和氯化镁，可直接返回铸造工序用作精炼熔剂；固相主要含氧化铝和二氧化硅，可直接作为原料生产氧化铝。经对回收物计量称重-，回收金属铝529.3克，回收氯化物547.5克，回收含氧化铝固体料3727.9克。

实施例3

将5000克含金属铝25.7％，氯化物23.5％的铝灰加热到750℃，加热过程中搅拌，等到铝灰中的铝完全熔化并与熔渣分层后，吸出铝液并送去铸造，回收熔渣。将熔渣用水浸出100min，浸出固液重量比为1∶10浸出过程中搅拌，使铝灰中的氯化物溶解进入水中，进行固液分离，回收固相和液相。液相在120℃下蒸发结晶，回收氯化物，氯化物主要成分为氯化钠、氯化钾和氯化镁，可直接返回铸造工序用作精炼熔剂；固相主要含氧化铝和二氧化硅，可直接作为原料生产氧化铝。经对回收物计量称重-，回收金属铝1143.7克，回收氯化物1022.55克，回收含氧化铝固体料2748.7克。