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CN114054476A - 一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法 - Google Patents

一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法 Download PDF

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Publication number
CN114054476A
CN114054476A CN202111209143.XA CN202111209143A CN114054476A CN 114054476 A CN114054476 A CN 114054476A CN 202111209143 A CN202111209143 A CN 202111209143A CN 114054476 A CN114054476 A CN 114054476A
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CN
China
Prior art keywords
fluorine
aluminum ash
roasting
secondary aluminum
fixing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111209143.XA
Other languages
English (en)
Inventor
陆永生
刘强
张国卿
应超军
赵军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Climber Shanghai Environ Tech Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
Climber Shanghai Environ Tech Co ltd
University of Shanghai for Science and Technology
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Filing date
Publication date
Application filed by Climber Shanghai Environ Tech Co ltd, University of Shanghai for Science and Technology filed Critical Climber Shanghai Environ Tech Co ltd
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Publication of CN114054476A publication Critical patent/CN114054476A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及铝冶金技术领域,特别是一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法。包括如下步骤:S1、将二次铝灰与同步脱氮固氟剂按100:(1‑10)的质量比混合,得到混合物;S2、将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100‑250目的粉料;S3、将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃‑1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧0.5‑2h,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品。本发明采用含有过氧基、具有氧化能力的过氧化钙或过碳酸钠作为同步脱氮固氟剂,完成了铝灰中毒害组分的一步高效解毒,添加剂具有多种功效且添加量小,工艺流程简单,处置效果显著,处理过程产生的尾气可以用吸收剂吸收,得到有效处置。

Description

一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法
技术领域
本发明涉及铝冶金技术领域,特别是一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法。
背景技术
铝灰主要是电解铝过程中产生的固体废物,该类固体废物中一方面含有Al和Al2O3等有用成分,另一方面也含有氮化铝及氟化物等有毒有害物,堆放或处理不当时,将会污染水体、土壤和空气,对环境造成危害。国家颁布的《国家危险废物名录》(2016),标明铝灰为危险废物。目前,全世界每年产生的铝灰量现已达到500万吨以上。
目前,国内处理铝灰的方式一般是采用物理方法将其中含量高的铝提取出来,剩余的二次铝灰废弃填埋。但这种方式不仅造成铝资源的浪费,同时对周边环境产生严重的污染。基于此,寻找一种二次铝灰的无害化、资源化处理方法迫在眉睫。
发明内容
本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处,提供一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法。
为了解决本发明的技术问题,所采取的技术方案为,一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与同步脱氮固氟剂按100:(1-10)的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧0.5-2h,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品。
作为二次铝灰同步脱氮固氟的方法进一步的改进:
优选的,步骤S1中所述同步脱氮固氟剂为过氧化钙、过碳酸钠中的一种或两种的混合。
优选的,利用吸收剂对步骤S3焙烧的尾气进行吸收处理。
优选的,所述吸收剂为氢氧化钠溶液或石灰乳溶液。
本发明相比现有技术的有益效果在于:
1)本发明将二次铝灰与同步脱氮固氟剂进行混合,然后球磨后进行焙烧,二次铝灰与同步脱氮固氟剂发生自催化反应,高温分解产生的氧气使氮化铝氧化分解,生成无毒无害的氮气,完成脱氮过程;铝灰中氟化物在高温反应变成稳定的CaF2产物,实现固氟目的;金属氟盐在高温下挥发,发挥降氟的作用。主要化学反应包括:
2CaO2=2CaO+O2
2(2Na2CO3·3H2O2)=4Na2CO3+6H2O+3O2
4Al+3O2=2Al2O3
4AlN+3O2=2Al2O3+2N2
Na2CO3+Al2O3=2NaAlO2+CO2↑;
CaO+Al2O3=Ca(AlO)2
Na3AlF6=2NaF+NaAlF4
3NaAlF4=Na3AlF6+2AlF3
3CaO+2AlF3=3CaF2+Al2O3
2)现有技术中多采用水浸脱氨(脱氮),脱氮、固氟和去盐是分开的;本发明采用含有过氧基、具有氧化能力的过氧化钙或过碳酸钠作为同步脱氮固氟剂,比空气或氧气焙烧更有效,一种药剂起多种效能,完成了铝灰中毒害组分的一步高效解毒,添加剂具有多种功效且添加量小,工艺流程简单,处置效果显著,处理过程产生的尾气可以用吸收剂吸收,得到有效处置。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本申请选用二次铝灰进行如下试验,二次铝灰的成分为:Al2O3含量62.84%,AlN含量28.27%,SiO2含量6.83%,氟化物含量4.16%。
对比例
本对比例包括如下步骤:
S1、将二次铝灰加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧1h,焙烧过程中产生的尾气使用氢氧化钠溶液进行吸收,焙烧结束后冷却至室温,制得焙烧产物。
对制得的焙烧产物的成分进行测试,结果如下:Al2O3含量74.17%,AlN含量0.83%,SiO2含量2.26%,氟化物含量1.34%;氟离子浸出浓度为37.32mg/L。
实施例1
本实施例提供一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与过氧化钙按100:1的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧1h,焙烧过程中产生的尾气使用氢氧化钠溶液进行吸收,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品1。
对制得的高铝渣初产品1的成分进行测试,结果如下:Al2O3含量79.56%,AlN含量未检出,SiO2含量1.35%,氟化物含量1.18%;氟离子浸出浓度为34.17mg/L。
实施例2
本实施例提供一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与过氧化钙按100:5的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧1h,焙烧过程中产生的尾气使用氢氧化钠溶液进行吸收,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品2。
对制得的高铝渣初产品2的成分进行测试,结果如下:Al2O3含量80.23%,AlN含量未检出,SiO2含量1.27%,氟化物含量1.06%;氟离子浸出浓度为28.67mg/L。
实施例3
本实施例提供一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与过氧化钙按100:10的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧1h,焙烧过程中产生的尾气使用氢氧化钠溶液进行吸收,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品3。
对制得的高铝渣初产品3的成分进行测试,结果如下:Al2O3含量83.25%,AlN含量未检出,SiO2含量1.31%,氟化物含量0.97%;氟离子浸出浓度为19.43mg/L。
实施例4
本实施例提供一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与过碳酸钠按100:5的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧1h,焙烧过程中产生的尾气使用氢氧化钠溶液进行吸收,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品4。
对制得的高铝渣初产4的成分进行测试,结果如下:Al2O3含量81.76%,AlN含量未检出,SiO2含量1.26%,氟化物含量1.02%;氟离子浸出浓度为25.83mg/L。
由对比例和实施例1-4中产品的测试结果可知,实施例中焙烧后铝灰中的金属铝为零,氮化物含量未检出,氟离子浸出浓度低于GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》标准中氟离子100mg/L的浓度限值,达到了铝灰无害化处理的技术目标。
本领域的技术人员应理解,以上所述仅为本发明的若干个具体实施方式,而不是全部实施例。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,还可以做出许多变形和改进,所有未超出权利要求所述的变形或改进均应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种二次铝灰同步脱氮固氟的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、配料:将二次铝灰与同步脱氮固氟剂按100:(1-10)的质量比混合,得到混合物;
S2、混磨:将混合物料加入球磨机内,进行充分研磨粉碎,得到粒径为100-250目的粉料;
S3、高温焙烧:将混磨后的粉料加入高温炉内,在700℃-1100℃下、氧化性气氛内进行高温焙烧0.5-2h,焙烧结束后冷却至室温,制得高铝渣初产品。
2.根据权利要求1所述的二次铝灰同步脱氮固氟的方法,其特征在于,步骤S1中所述同步脱氮固氟剂为过氧化钙、过碳酸钠中的一种或两种的混合。
3.根据权利要求1所述的二次铝灰同步脱氮固氟的方法,其特征在于,利用吸收剂对步骤S3焙烧的尾气进行吸收处理。
4.根据权利要求3所述的二次铝灰同步脱氮固氟的方法,其特征在于,所述吸收剂为氢氧化钠溶液或石灰乳溶液。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115921501A (zh) * 2022-12-29 2023-04-07 重庆煅鼎环境科技有限公司 一种湿法干法联合脱氮除盐固氟的二次铝灰处理方法

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CN112279283A (zh) * 2020-10-29 2021-01-29 昆明理工大学 一种二次铝灰综合利用的方法
CN113088714A (zh) * 2021-04-13 2021-07-09 郑州大学 一种二次铝灰火法脱氟脱氮的方法

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