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铝灰铝渣的回收利用

责任编辑:金工机械 发表时间:2016-07-10 16:56

  铝灰铝渣的回收利用

        利用铝灰和粉煤灰合成Sialon陶瓷

  Sialon陶瓷材料因具有优越的力学性能、热学性能及化学稳定性而受到越来越多人的关注。上海交通大学的李家镜等以铝灰、粉煤灰和炭黑为主要原料,采用碳热铝热复合还原氮化工艺制备了Sialon粉体。由于铝灰和粉煤灰是常见的工业废渣,利用铝灰和粉煤灰合成Sialon陶瓷及其添加其他成分制备复相材料,不仅可以避免工业废料产生环境污染,而且可利用该工艺降低Sialon陶瓷的合成成本,变废为宝,使工业废料再生利用,具有重要的社会效益和经济效益。

  从铝灰中回收铝制备超细氧化铝粉体

  刘晓红等设计出回收铝灰中的铝制备氧化铝粉体的新工艺,此工艺主要包括以下几个过程:首先,用硫酸浸出铝灰中的铝,然后分离料浆,净化铝液,再将硫酸铝液与碳酸氢铵反应,生成前驱体碳酸铝铵沉淀和硫酸铵溶液,蒸发浓缩硫酸铵溶液析出硫酸铝,最后,煅烧硫酸铝铵得到氧化铝粉体。

  利用铝灰铝渣制备低铁硫酸铝

  硫酸铝是无机盐的基本品种之一,应用十分广泛。康文通等对铝灰采用共沉积法的新工艺制备了低铁硫酸铝。铝灰在一定条件下与硫酸作用生成硫酸铝,在所得到的硫酸铝溶液中加入高锰酸钾和添加剂与铁生成共沉淀,经过滤除去,滤液经浓缩、冷却粉碎得到产品。以铝灰为原料生产低铁硫酸铝的反应条件为:硫酸质量分数30%,硫酸实际用量比理论用量过量5%,反应时间3h,pH值为3,收率达93.2%。该方法工艺简单、投资少、见效快、成本低、无二废排放、经济效益显著。特别是采用共沉法除铁,使硫酸铝质量完全符合标准,是一条可行的工艺路线,特别适合乡镇企业生产。

  铝灰炼钢

  利用铝灰中残铝的氧化放热进行钢水提温节电,在国内外已有应用先例,唐山钢铁公司的戴栋等利用铝灰的升温试验对电弧炉炼钢的过程进行了研究,提出在电炉中加入铝灰,当熔池形成吹氧助熔,熔清后分析碳、磷成分并取样分析渣成分。结果表明采用熔化期铝灰升温工艺,固态铝氧化放热对废钢预热和熔池提温效果显著,提高钢产量8~10。熔化期铝灰氧化升温工艺简单易行,对废钢预热加速熔化效果显著,尤其适用于喷粉助熔条件的中小型电弧炉。铝灰应用于电炉炼钢的节电提温,开发前景广阔。如若与煤粉等燃料混合进行烧嘴助熔工艺相结合,根据铝灰品位用于还原期脱氧或精炼等,均可收到较好的效果和经济效益。王文虎等针对河南济源钢铁集团有限公司炼钢的生产现状,利用工业铝灰(AD粉)在LF炉中代替萤石分别在硅锰镇静钢和铝镇静钢上的应用研究,通过对工业铝灰(AD粉)进行无害化处理,在改善炼钢过程中的渣况、强化脱氧、去夹杂的同时有效地解决了钢中增氮问题,降低了生产成本。

  铝灰合成Spinel—Sialon复相材料

  由于铝灰和粉煤灰均为工业废料,董锦芳等利用固体废弃物铝灰和粉煤灰原位合成Spinel—Sialon复相材料,探索了复相材料的工艺参数,并通过铝热还原氮化工艺研究了氮化合成温度和铝添加量对合成产物物相组成的影响。由以上的这些回收方法的总结可以看出,铝灰铝渣在实际中有很多的应用,能够得到很多有利用价值的产品,同时回收的成本都不高,受到很多企业和科研工作者的关注。

  铝回收后废弃铝灰铝渣的二次回收利用

  生产净水剂的原料

  铝灰铝渣的另一个用途是作为生产净水剂的原料口,一般采用硫酸溶解法生产净水剂,这种方法在国内占有较大的比例。由于铝灰中除氧化铝以外还含有氟化物(如氟化铝、氯化镁等物质,尽管氟化铝没有进入国家危险废物名录中,但有时还是被认为是有害的),因此生产的净水剂质量差,同时生产过程中对环境有一定的影响。从目前弃灰的利用途径分析,生产净水剂是一种比较简单的方案,但应该加强对其利用过程的无害化研究,主要目的是有效地分离并利用卤化物,然后再生产净水剂。

  生产絮凝剂的原料

  傅丽华等利用铝灰对聚合氮化铝的制造进行了研制。他们采用铝灰酸溶一步法成功制备了聚合氯化铝,认为这种方法成本低,设备简单,适合我国的当前国情。该方法的机理为:铝灰的主要成分是铝,新鲜铝灰中铝主要有两种形态,一种为分散度较大的金属铝细粒,另一种为非晶型氧化铝,两种形态的铝均能与盐酸进行激烈的放热反应,反应可分为溶出、水解和聚合3个过程。铝灰在盐酸中的反应,随着铝的溶出,pH值逐步升高,促使配位水发生水解,水解产生的盐酸又促使铝的溶出,反应继续进行。当pH继续升高后,在相邻2个OH间发生架桥聚合,聚合的结果减少了水解产物的浓度,从而促使水解继续进行,溶出、水解、聚合互相交替促成,使反应向高聚浓度、高盐基度、高聚合度方向发展,控制反应投料配比和反应时间就能制得氧化铝和盐基度合格的碱式氯化铝溶液。铝的溶出反应为放热反应,如果控制盐酸浓度、投料顺序和速度,就能合理利用反应热使反应不用热源而进行自热反应。

  生产建筑材料的原料

  将铝灰铝渣和二氧化硅粉混合,经过1350℃烧结后能制得铺设路面用材料。这种材料的硬度要比普通路面材料高1.5倍左右,抗滑能力为普通路面材料的1.2倍左右,其已经在日本得到推广。但就我国再生铝工业的铝灰利用现状来看,开发和利用途径及技术还比较落后,尤其是弃灰的利用途径和利用技术还非常落后。因此,应该加强铝灰及弃灰的利用技术研究,使我国再生铝工业的铝灰利用技术赶上发达国家的水平。

  废铝灰制备陶瓷清水砖

  铝灰是一种来源于电解铝、铝型材、铸造铝合金等铝冶炼企业的工业废渣。徐晓虹等以废铝灰为原料添加一定量的粘土、石英和降低烧成温度的添加剂,采用压制成型法制备了高性能的陶瓷清水砖。通过加入这些可显著降低合成温度的复合型添加剂,不仅能够降低以铝灰为主要原料的陶瓷清水砖的成型温度,还能够有效地控制因产品收缩而产生的形变。这种陶瓷清水砖气孔率为30%~50%,抗折强度大于20MPa,这些优良参数使得该材料的应用领域更加宽广,能够替代传统的墙体材料。

  本文对国内外铝灰铝渣的来源,铝、氧化铝等有价成分的回收及其利用铝灰铝渣得到新产品进行了总结,认为对于铝灰铝渣的回收已经处于一个产品的成熟期,在此期间不同的工艺、回收方法不断涌现,产品的收益也较好,因此对于铝行业的生产厂家而言,应该加强环保意识,对铝灰铝渣进行回收,同时还能够得到附加产品,为企业创造效益。