【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁灰處理，特別是涉及一種脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法。
技術介紹
1、鋁灰是一種工業固體廢棄物，是電解鋁廠、各種鋁型材廠在高溫熔化鋁的過程中產生的浮渣及后續再處理過程中產生的灰渣。在2021年1月1日頒布實施的《國家危險廢物名錄》中，鋁灰渣首次被明確列入國家危廢名錄。鋁灰按成分可分為一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰通常含有較高的金屬鋁，其經過炒灰等方法提取金屬鋁后剩余的細鋁灰通常稱為二次鋁灰。二次鋁灰的成分復雜，含有鋁氧化物、氯鹽、金屬鋁以及氮化鋁等多種雜質，處理起來比較困難。
2、鋁灰具有潛在的危險特性主要是因為其含有較高反應活性的金屬鋁和氮化鋁。其中，金屬鋁成分遇水會生成氫氣，易引起爆炸和火災；氮化鋁成分遇水會生成刺激性的氣體氨氣，容易引起環境污染。此外，鋁灰中含有的氨和可溶性鹽也會對空氣、水體以及土壤造成危害。
3、二次鋁灰作為一種有毒有害的固體廢棄物，現有常用的處置方法如儲存或填埋法不僅會占用大量土地，而且可能因泄漏造成二次污染，產生嚴重的環境和公共衛生問題。因此，迫切需要開發二次鋁灰的無害化處理技術。目前國內外已有關于二次鋁灰無害化處理的研究報道，處理方法主要分為火法工藝和濕法工藝。火法工藝采用高溫焙燒并添加硫酸鹽、冰晶石等焙燒助劑的方法去除二次鋁灰中的氮化鋁、金屬鋁等活性物質，具有工藝流程短、操作簡單等優點。然而，火法處理二次鋁灰存在焙燒溫度高、能耗高、氮化鋁氧化不完全等問題。濕法工藝是一種脫除二次鋁灰中活性物質的有效方法，通過水解處理二次鋁灰使其脫氮?，F有的濕法處理工藝由于水解溫度高
4、因此，本專利技術旨在提供一種新的脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，以有效減少處理能耗，降低處理成本，促進二次鋁灰的經濟化處理。
技術實現思路
1、本專利技術主要解決的技術問題是提供一種脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，該方法能實現二次鋁灰中氮化鋁的低成本有效脫除。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：一種脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，包括步驟：
3、s1：將二次鋁灰、催化助劑和緩凝劑混合，加水制成反應料漿；
4、s2：攪拌所述反應料漿進行氮化鋁水解反應，得到脫氮鋁灰。
5、作為本專利技術一種實施方案，所述催化助劑包含氧化鈣和/或氫氧化鈣。具體地，所述催化助劑可以為氧化鈣和/或氫氧化鈣，還可以是廢電石渣等富含氧化鈣和/或氫氧化鈣的材料。
6、作為本專利技術一種實施方案，所述緩凝劑包含蔗糖和/或葡萄糖。具體地，所述緩凝劑可以為蔗糖和/或葡萄糖，還可以是含有蔗糖和/或葡萄糖的廢糖蜜、含糖廢水等。
7、作為本專利技術一種實施方案，所述催化助劑為氧化鈣。
8、作為本專利技術一種實施方案，所述緩凝劑為蔗糖或葡萄糖。
9、作為本專利技術一種實施方案，所述催化助劑的用量為所述二次鋁灰質量的2～20％。進一步地，所述催化助劑的用量為所述二次鋁灰質量的10～20％。
10、作為本專利技術一種實施方案，所述緩凝劑的用量為所述二次鋁灰質量的0.2～5％。進一步地，所述緩凝劑的用量為所述二次鋁灰質量的0.5～5％。
11、作為本專利技術一種實施方案，步驟s1中，所述反應料漿的液固比為5～35ml/g。進一步地，所述反應料漿的液固比為5～30ml/g。其中，所述液固比是指水的體積與二次鋁灰、催化助劑和緩凝劑總質量的比值。例如所述反應料漿的液固比為10ml/g，即配制反應料漿時所用的水的體積(單位ml)與二次鋁灰、催化助劑和緩凝劑總質量(單位g)的比值為10ml/g。
12、作為本專利技術一種實施方案，步驟s2中，所述水解反應的反應溫度為20～99℃，反應時間為0.5～10h。
13、優選地，步驟s2中，所述水解反應的反應溫度為20～90℃，反應時間為1～10h。
14、進一步優選地，步驟s2中，所述水解反應的反應溫度為20～40℃，反應時間為0.5～6h；更優選地，步驟s2中，所述水解反應的反應溫度為40℃，反應時間為2～6h。
15、作為本專利技術一種實施方案，步驟s2中，氮化鋁水解反應結束后，進行固液分離，分離所得固體為脫氮鋁灰。其中，固液分離可以采用沉降分離、離心分離、過濾分離等中的一種或幾種方法進行。固液分離得到的液相廢水，經處理后可以回用。得到的脫氮鋁灰可用于制作建筑材料。
16、作為本專利技術一種實施方案，所述二次鋁灰為一次鋁灰經提取金屬鋁后所得鋁灰；或者為一次鋁灰經提取金屬鋁后、再水洗所得的脫鹽鋁灰。
17、本專利技術提供的脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，通過將二次鋁灰與催化助劑、緩凝劑混合，加水制成反應料漿，之后攪拌反應，使二次鋁灰中的氮化鋁發生水解反應來進行脫除。本專利技術方法通過處理時催化助劑和緩凝劑的配合，可以降低二次鋁灰的水解反應溫度，縮短反應時間，提高水解反應的效率，有效減少了處理能耗，實現了二次鋁灰中氮化鋁的高效去除。本專利技術提供的脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，用氧化鈣和/或氫氧化鈣為催化助劑，配合少量的蔗糖和/或葡萄糖作為緩凝劑，所用試劑成本低，降低了處理成本，促進了二次鋁灰的經濟化處理。
18、本專利技術提供的脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，在水解反應體系中，氮化鋁與水反應生成氨氣，氨氣溶于水形成氨水；添加的氧化鈣與水生成氫氧化鈣，或者直接添加氫氧化鈣，氫氧化鈣的存在促進了氨氣釋放，推動氮化鋁與水反應的進行；蔗糖和/或葡萄糖作為緩凝劑使用，可阻止鋁酸鈣類生成物在氮化鋁顆粒表面形成包覆層，使氮化鋁水解反應能夠持續進行。通過水-氫氧化鈣-蔗糖和/或葡萄糖體系的水解處理，可以實現二次鋁灰中氮化鋁在較低溫度下的快速高效脫除。
19、本專利技術方法為二次鋁灰的低成本無害化處理提供了新的思路，將具有很高的產業化應用潛力。
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1.一種脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化助劑包含氧化鈣和/或氫氧化鈣。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述緩凝劑包含蔗糖和/或葡萄糖。
4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述催化助劑為氧化鈣；和/或，所述緩凝劑為蔗糖或葡萄糖。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述催化助劑的用量為所述二次鋁灰質量的2～20％。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述緩凝劑的用量為所述二次鋁灰質量的0.2～5％。
7.根據權利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述反應料漿的液固比為5～35ml/g。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述水解反應的反應溫度為20～99℃，反應時間為0.5～10h。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述水解反應的反應溫度為20～40℃，反應時間為0.5～6h。
10.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟
...【技術特征摘要】
1.一種脫除二次鋁灰中氮化鋁的方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化助劑包含氧化鈣和/或氫氧化鈣。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述緩凝劑包含蔗糖和/或葡萄糖。
4.根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述催化助劑為氧化鈣；和/或，所述緩凝劑為蔗糖或葡萄糖。
5.根據權利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述催化助劑的用量為所述二次鋁灰質量的2～20％。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王東興，饒帥，馬致遠，林曉燕，段麗娟，曹洪楊，劉志強，朱薇，
申請(專利權)人：廣東省科學院資源利用與稀土開發研究所，
類型：發明
國別省市：
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