一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法与流程

1.本发明涉及一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，特别是一种回收铝灰中铝元素制备铝酸钠的方法，属于资源回收技术领域。


背景技术：

2.俗称的铝灰，或者说铝灰渣是指铝电解、铝加工及再生铝加工过程中排出的固体废弃物。近年来，面对日益严竣的环境形势，铝行业危废铝灰的处置成为了业内的焦点问题。铝灰的特点集中体现在三个方面：具有毒性，多数属危废；数量较大，我国每年的排出量数百万吨级；有金属铝、铝的化合物及热能，潜在价值高。国内的一次铝灰由于其中的金属铝含量较高，具有经济价值而作为一种资源为企业重视和处理。铝灰的潜在价值主要体现在其所含的金属铝、氧化铝、氟化盐以及其蕴含的热能等。而二次铝灰作为一次铝灰提铝后的剩余物，在环保税实施前，由于国内缺乏技术上、成熟，经济上投资少、效益高的处置项目而被抛弃或掩埋，既浪费了资源，又污染了环境，与当今绿色发展的理念极不相称。因此，铝灰资源化利用显得尤为重要，并利用其生产有价产品的研究越来越受到重视。
3.铝灰中含铝成份主要为氮化铝、氧化铝和金属铝，目前铝灰的资源化利用包括以下几种：
4.1.化学处理法：用盐酸或者硫酸处理铝灰，使其中的铝溶出，然后加入有机添加剂进行聚合反应，制成聚合氯化铝或聚合硫酸铝。聚合硫酸铝是水处理领域中常用的絮凝剂。
5.2.物理处理法：铝灰中有大量的氧化铝，但由于铝灰中成分复杂，所以制成的瓷砖或耐火砖往往产生大量气孔，其理化性能指标很难达到使用要求。
6.以上现有的铝灰资源化处理的方式工艺繁杂，且利用效率不高。
7.铝酸钠，又名偏铝酸钠，是一种常见化学物品，白色、无臭、无味，呈强碱性的固体。在土木工程、石油化工、造纸、水处理等多个方面有广泛应用。铝酸钠一般都是采用氢氧化铝碱解法制备但该法工艺复杂，并且使用片碱成本过高。


技术实现要素：

8.本发明提供一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，利用中铝灰铝元素制备铝酸钠，工艺简单，易操作。
9.本发明是通过以下技术方案实现的：
10.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将铝灰与纯碱混合均匀，在高温下焙烧得到粗品铝酸钠，将粗品铝酸钠溶解为铝酸钠溶液，再经除杂过滤，蒸发结晶，即得铝酸钠产品。
11.具体地，一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，包括以下步骤：
12.1)将铝灰(以氧化铝计)与纯碱反应摩尔比混合均匀；
13.2)将混匀的物料高温焙烧至反应完全，得粗品铝酸钠；
14.3)步骤2)中粗品铝酸钠加4倍质量的水，在加热条件下充分溶解，过滤得铝酸钠溶
液；
15.4)步骤3)中铝酸钠溶液加入活性炭除杂过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品。
16.步骤1)中所述反应摩尔比为m(al2o3)：m(na2co3)＝1：1.03-1.05。
17.步骤2)中所述高温为1100-1200℃，时间为1-2小时。在高温条件下，金属铝被氧化为氧化铝，氮化铝反应为氧化铝，氧化铝再与碳酸钠反应生成铝酸钠。
18.步骤3)中所述加热条件为70-80℃，时间为30-60分钟。
19.步骤4)中所述活性炭加入量为溶液体积的0.05-0.5％，更优选为0.2％。活性碳可以吸附溶液中一些悬浮杂质。
20.本发明工艺简单，易操作，可将工业废弃物铝灰变废为宝，将污染环境的工业垃圾变为有用的原材料，实现了废铝灰的无害化和资源化处理；降低了处理铝灰的成本，且工艺简单可行；所得铝酸钠为强碱性固体，可用于土木工程、石油化工、水处理等多个方面。
附图说明
21.图1为本发明工艺流程图
具体实施方式
22.为了更清楚的描述本发明，下面结合附图1对本发明作进一步的详细说明。
23.如附图1所示，一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将铝灰(以氧化铝计)与纯碱按反应摩尔比混合均匀，在高温下焙烧得到粗品铝酸钠，将粗品铝酸钠溶解为铝酸钠溶液，再经除杂过滤，蒸发结晶，即得铝酸钠产品。
24.实施例1
25.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将1kg铝灰(折氧化铝0.665kg)与0.712kg纯碱混合均匀；将混好的物料放入高温炉中1100℃焙烧2小时，得粗品铝酸钠；粗品铝酸钠加4倍质量的水在70℃加热60分钟充分溶解，过滤后即得铝酸钠溶液；往铝酸钠溶液加入0.05％的活性炭除杂，过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品约1.07kg。
26.实施例2
27.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将1.2kg铝灰(折氧化铝0.798kg)与0.871kg纯碱混合均匀；将混好的物料放入高温炉中1200℃焙烧1小时，得粗品铝酸钠；粗品铝酸钠加4倍质量的水在80℃加热30分钟充分溶解，过滤后即得铝酸钠溶液；往铝酸钠溶液加入0.5％的活性炭除杂，过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品约1.28kg。
28.实施例3
29.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将1.5kg铝灰(折氧化铝0.998kg)与1.068kg纯碱混合均匀；将混好的物料放入高温炉中1200℃焙烧1小时，得粗品铝酸钠；粗品铝酸钠加4倍质量的水在70℃加热30分钟充分溶解，过滤后即得铝酸钠溶液；往铝酸钠溶液加入0.2％的活性炭除杂，过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品约1.61kg。
30.实施例4
31.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将1.6kg铝灰(折氧化铝1.064kg)与1.139kg纯碱混合均匀；将混好的物料放入高温炉中1100℃焙烧2小时，得粗品铝酸钠；粗品铝酸钠加4倍质量的水在70℃加热45分钟充分溶解，过滤后即得铝酸钠溶液；往铝酸钠溶液
加入0.5％的活性炭除杂，过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品约1.712kg。
32.实施例5
33.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将10kg铝灰(折氧化铝6.65kg)与7.12kg纯碱混合均匀；将混好的物料放入高温炉中1200℃焙烧1小时，得粗品铝酸钠；粗品铝酸钠加4倍质量的水在80℃加热60分钟充分溶解，过滤后即得铝酸钠溶液；往铝酸钠溶液加入0.05％的活性炭除杂，过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品约10.692kg。
34.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。


技术特征：
1.一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将铝灰与纯碱混合均匀，在高温下焙烧得到粗品铝酸钠，将粗品铝酸钠溶解为铝酸钠溶液，再经除杂过滤，蒸发结晶，即得铝酸钠产品。2.如权利要求1所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铝灰(以氧化铝计)与纯碱反应摩尔比混合均匀；2)将混匀的物料高温焙烧至反应完全，得粗品铝酸钠；3)步骤2)中粗品铝酸钠加4倍质量的水，在加热条件下充分溶解，过滤得铝酸钠溶液；4)步骤3)中铝酸钠溶液加入活性炭除杂过滤，然后蒸发结晶，得铝酸钠产品。3.如权利要求2所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，所述步骤1)中所述反应摩尔比为m(al2o3)：m(na2co3)＝1：1.03-1.05。4.如权利要求2或3任一所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，所述步骤2)中所述高温为1100-1200℃，反应时间为1-2小时。5.如权利要求2或3任一所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，所述步骤3)中加热条件为70-80℃，时间为30-60分钟。6.如权利要求2或3任一所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，所述步骤4)中所述活性炭加入量为溶液体积的0.05-0.5％。7.如权利要求6所述一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，其特征在于，所述步骤4)中所述活性炭加入量为溶液体积的0.2％。

技术总结
本发明提供一种资源化利用铝灰制备铝酸钠的方法，将铝灰(以氧化铝计)与纯碱按反应摩尔比混合均匀，在高温下焙烧得到粗品铝酸钠，将粗品铝酸钠溶解为铝酸钠溶液，再经除杂过滤，蒸发结晶，即得铝酸钠产品。本发明工艺简单，易操作，可将工业废弃物铝灰变废为宝，将污染环境的工业垃圾变为有用的原材料，实现了废铝灰的无害化和资源化处理；降低了处理铝灰的成本，且工艺简单可行；所得铝酸钠为强碱性固体，可用于土木工程、石油化工、水处理等多个方面。面。面。


技术研发人员：秦秉宏 张亮 刘华分 王娟 王成禹
受保护的技术使用者：重庆龙健金属制造有限公司
技术研发日：2022.01.21
技术公布日：2022/11/10