本發明專利技術涉及鋁灰處理技術領域，且公開了一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，包括以下步驟：步驟一、鋁灰收集預處理；步驟二、物理分離；步驟三、化學浸出；步驟四、氨水回收與濃縮；步驟五、沉淀反應；步驟六、焙燒處理。本發明專利技術通過實時監測鋁離子濃度并確保其在0.1?0.5mol/L的范圍內，保持氨水中鋁離子的穩定濃度，步驟四中采用噴淋塔收集氨氣，并通過膜分離技術對氨水進行濃縮，膜分離技術的選擇和操作條件經過優化，進一步提高氨水的濃度均勻性，在步驟三中使用濃度為3?5mol/L的氫氧化鈉進行浸出，反應溫度控制在60?80℃，持續2?4小時，使鋁離子濃度保持在0.1?0.5mol/L，達到了在大規模處理電解廢鋁脫銷環節氨水富集均勻穩定的有益效果。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋁灰處理，具體為一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝。
技術介紹
1、伴隨著工業的發展，人民生活水平的提高，鋁合金各行業有了廣泛的應用。資料表明，我國每年鋁型材行業產生的廢渣約為300萬噸，預計這個數字會隨著我國建筑業產業的快速發展而持續增大。目前廢鋁灰基本上采用填埋的處理方式，既浪費有限的土地資源，又造成環境污染，鋁酸鈣主要應用在凈水劑生產、防火材料、建筑抗裂防水、鋼廠脫硫等領域，通過由鋁礬土和石灰石煅燒而成，生產工藝雖然簡單，但較為耗費鋁礬土礦，隨著礦產開發將帶來一系列的環境問題。若以廢鋁灰替代鋁礬土，與石灰石燒結形成含鋁酸鈣的精煉渣，可替代鋁酸鈣在凈水劑、鋼廠脫硫劑、速凝劑等領域的應用，不僅降低了生產成本，也是廢鋁灰得到綜合利用，變廢為寶，降低環保的壓力。
2、經檢索發現，現有技術方案公開號為cn?116871302a的一種危廢鋁灰處理工藝，涉及鋁灰處理
本專利技術包括步驟一、裂解反應，根據氮化鋁遇水反應，添加堿性低度氨水與催化劑及水，加快裂解速度，迅速轉化氨氣，達到99％分解；步驟二、噴射式收氨，由于裂解后產生大量而不穩定的氨氣，首先通過冷凝器降溫，添加乳酸水在塔內噴射霧化，達到水簾冷卻，將氣化變為液化過程，經過多塔重復，直至達到排放量標準，不存在逃逸的情況。氨水重復使用，富集至10％含量濃度商品脫硝用。本專利技術通過減少大量水源的使用，無二次排放污染，成本低、管理完善、效果明顯、安全性高、低耗能、零排放，加入藥劑穩定性高，保證氯完全處理效果好，不堵塞鏌，節省蒸發成本，所有循環使用、節能。
3、前述技術方案在工藝中提到氨水經過處理后，濃度達到10％，可作為商品用于脫硝過程，氨水的富集過程，尤其是在大規模處理時，難以保證氨水的穩定濃度，如果氨水富集不均勻或濃度不穩定，則會影響脫硝效果，降低資源的再利用價值
技術實現思路
1、解決的技術問題：
2、針對現有技術的不足，本專利技術提供了一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，具備在大規模處理電解廢鋁脫銷環節氨水富集均勻穩定，提高脫銷效果進一步增強電解廢鋁的回收效率等優點，解決了上述技術的問題。
3、技術方案：
4、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，包括以下步驟：
5、步驟一、鋁灰收集預處理：在電解鋁廠的鋁灰回收倉進行收集，將收集的鋁灰以70-100℃，持續1-2小時干燥，干燥后的鋁灰進行破碎；
6、步驟二、物理分離：使用重力分離機和振動篩，鋁金屬與灰渣的分離效率達到95％以上，回收的鋁金屬純度超過90％；
7、步驟三、化學浸出：在攪拌罐中加入濃度為3-5mol/l的氫氧化鈉(naoh)對鋁灰進行化學浸出，以提取鋁和其他金屬，實時監測鋁離子濃度，確保在0.1-0.5mol/l范圍內；
8、步驟四、氨水回收與濃縮：通過噴淋塔收集氨氣，進入氨水收集系統，使用膜分離技術對氨水進行濃縮，最終氨水濃度達到10-15％(w/v)，實時監控氨水濃度，確保最終濃度達到10％以上；
9、步驟五、沉淀反應：將富含鋁離子的液體與其他金屬離子混合，在ph值5-7下形成沉淀；
10、步驟六、焙燒處理：將得到的沉淀物進行焙燒處理，煅燒溫度為850℃-1150℃，焙燒時間為2-4小時。
11、優選的，所述步驟一中鋁灰水分含量降低至5％以下。
12、優選的，所述步驟一中干燥后的鋁灰破損目標粒度為0.5-5mm。
13、優選的，所述步驟三中化學浸出反應溫度為60-80℃，反應時間為2-4小時。
14、優選的，所述步驟四中膜分離具體步驟為：
15、s1.1、將前處理后的氨水注入膜分離系統；
16、s1.2、在高壓條件下，氨水中的水分通過膜，而氨水中濃縮的溶質則留在膜的進料側，根據選擇的膜類型，膜讓氨分子和水分子分離，氨水濃度逐步提高；
17、s1.3、監測膜分離過程的壓力、流量和氨水濃度，濃縮后的氨水通過膜的permeate側收集，濃度應控制在10-15％之間。
18、優選的，所述步驟五中沉淀反應時間為1-2小時。
19、優選的，所述步驟三中鋁氫氧化物與氫氧化鈉反應計算為：
20、
21、所述步驟三中鋁離子的濃度計算為：
22、
23、其中：為鋁離子的濃度；n為鋁離子的濃度；v為溶液的總體積。
24、優選的，所述步驟三中鋁的物質的量n計算：
25、
26、其中：m為鋁的質量；mal為鋁的摩爾質量；
27、所述步驟三中濃度控制條件計算為：
28、
29、該不等式約束鋁離子的濃度應保持在0.1到0.5mol/l之間；
30、代入鋁離子的濃度公式：
31、
32、其中：該不等式確保在不同的鋁物質的量n和溶液體積v條件下，鋁離子的濃度保持在0.1到0.5mol/l之間。
33、優選的，所述步驟四中氨水濃度的定義計算為：
34、
35、其中：c為氨水的濃度，為氨氣的質量，vsolution為氨水溶液的總體積；
36、所述濃縮氨水的目標計算為：
37、c≥10％
38、所述步驟四中氨氣收集的質量和體積關系：
39、
40、其中：為氨的摩爾質量。
41、優選的，所述步驟四中氨水濃縮過程的平衡計算為：
42、
43、其中：為初始氨水中的氨氣質量；為濃縮后氨水中的氨氣質量；mloss為濃縮過程中損失的氨氣質量；
44、所述實時監控濃度計算為：10％≤cactual≤15％。
45、與現有技術相比，本專利技術提供了一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，具備以下有益效果：
46、1、本專利技術通過實時監測鋁離子濃度并確保其在0.1-0.5mol/l的范圍內，保持氨水中鋁離子的穩定濃度，步驟四中采用噴淋塔收集氨氣，并通過膜分離技術對氨水進行濃縮，該方法能夠有效分離氨氣與水分，確保氨氣的富集過程均勻且高效，膜分離技術的選擇和操作條件經過優化，進一步提高氨水的濃度均勻性，在氨水濃縮過程中，實時監測氨水的濃度、壓力和流量，使得操作人員能夠及時調整操作參數，確保氨水濃度穩定在10-15％之間，該動態調整能力對于大規模處理尤為重要，有助于應對不同批次鋁灰的變化，在沉淀反應步驟中，保持ph值在5-7的范圍內，有助于鋁離子與其他金屬離子的均勻反應，形成穩定的沉淀，該均勻的反應條件減少氨水中金屬離子濃度的波動，從而提高氨水的整體質量，整個工藝流程的設計考慮了各個步驟之間的銜接與協調，使得每一步的輸出都能為下一步提供穩定的輸入，例如，鋁灰的干燥與破碎步驟確保了后續物理分離的效率，進而影響到化學浸出和氨水回收的效果，通過以上措施，電解鋁危廢鋁灰處理工藝能夠實現氨水富集的均勻穩定，確保在本文檔來自技高網
...
【技術保護點】
1.一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟一中鋁灰水分含量降低至5％以下。
3.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟一中干燥后的鋁灰破損目標粒度為0.5-5mm。
4.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟三中化學浸出反應溫度為60-80℃，反應時間為2-4小時。
5.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟四中膜分離具體步驟為：
6.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟五中沉淀反應時間為1-2小時。
7.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟三中鋁氫氧化物與氫氧化鈉反應計算為：
8.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟三中鋁的物質的量n計算：
9.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟四中氨水濃度的定義計算為：
10.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟四中氨水濃縮過程的平衡計算為：
...
【技術特征摘要】
1.一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟一中鋁灰水分含量降低至5％以下。
3.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟一中干燥后的鋁灰破損目標粒度為0.5-5mm。
4.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟三中化學浸出反應溫度為60-80℃，反應時間為2-4小時。
5.根據權利要求1所述的一種電解鋁危廢鋁灰處理工藝，其特征在于：所述步驟四中膜分離具體步驟為：
<...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭向毅，劉昕宇，黃小波，李華秀，沈夢，
申請(專利權)人：徐州悟空環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。