危废铝灰处理工艺

250 编辑：中冶有色技术网来源：徐州悟空环保科技有限公司

2025-01-03 15:12:39

权利要求

1.一种危废铝灰处理工艺，其特征在于;包括以下步骤：

S1：预处理：将铝灰(可能包括一次铝灰和二次铝灰)经过破碎、筛分等预处理，以去除大块杂质并调整粒度。同时，准备适量的含钙原料(如石灰石、氧化钙等)作为反应物;

S2：混合均匀：将预处理后的铝灰与含钙原料按照一定比例混合均匀，形成混合原料，混合比例根据具体工艺和原料性质而定，以确保反应效果;

S3：球磨处理：将混合原料送入球磨机进行球磨处理，以进一步细化颗粒并增加原料的活性表面积，有利于后续反应的进行;

S4：预热分解：将球磨后的混合原料进行预热分解处理，以去除部分水分和挥发分，同时使原料中的某些成分发生初步反应，为后续的烧结过程做好准备;

S5：烧结处理：将预热分解后的混合原料送入回转窑等烧结设备进行高温烧结处理，在高温下，铝灰中的氧化铝与含钙原料中的氧化钙发生反应生成铝酸钙;

S6：冷却与破碎：将烧结完成的块状物进行冷却处理，然后送入破碎机进行破碎。破碎后的物料经过筛分得到不同粒度的铝酸钙产品;

S7：尾气处理：在整个生产过程中产生的尾气(包括废气、烟尘等)需要进行有效处理以达标排放，通常采用除尘、脱硫、脱硝等环保设备进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述步骤S1预处理具体包括

S11：原料选择：选用铝加工、电解铝等生产过程中产生的铝灰作为主要原料，这些铝灰中含有较高的氧化铝(Al2O3)和其他金属氧化物，是制备铝酸钙的重要成分，石灰石：作为含钙原料，提供煅烧过程中所需的钙元素。石灰石的选择应确保质量稳定，含杂质少;

S12：破碎筛分：将铝灰和石灰石分别进行破碎，并通过筛分设备去除大颗粒杂质和不符合要求的物料，破碎后的物料粒度应满足后续工艺要求;

S13：煅烧处理：通过煅烧的方式，在保护气氛(氮气、氦气等惰性气体环境中)中，将铝灰在600-1000℃的温度下焙烧1-4小时，以改善其内部结构，促进后续化学反应的进行，从而提高最终产物的品质。

3.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述S2混合均匀，具体包括混合时，将通过步骤S1破碎筛分后的铝灰和石灰石按照预定比例混合均匀，得到混合原料。混合比例应根据实际生产情况和产品质量要求进行调整，废铝灰和氧化钙的比例应当在60-80%废铝灰与20-40%氧化钙之间变化。

4.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述步骤S3球磨处理包括以下步骤：

S31：破碎：铝灰渣通过破碎机进行初碎，以减小物料粒度，并使铝颗粒与非金属杂质分离。

S32：筛分：球磨前对破碎后的物料进行筛分，保证进入磨机的铝灰粒度符合要求，避免过大或过小的颗粒影响球磨效率和产品质量。

5.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述步骤S4预热分解时分解温度应当控制在1000℃左右，并且应确保混合原料粉末在预热过程中受热均匀，避免局部过热或未充分分解，这对保证产品质量至关重要，同时预热分解过程需要再加热炉中注入惰性气体保护，以防止原料的氧化或其它不良反应。

6.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述步骤S5烧结处理中烧结温度应控制在1550-1650℃之间，在这一温度范围内，原材料中的氧化铝和氧化钙能够充分反应生成铝酸钙，同时，电弧炉熔炼的时间控制在45-50分钟，确保反应的完全进行。

7.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述步骤S7尾气处理具体包括：

S71：除尘处理;通过布袋除尘器中的滤袋的过滤作用去除尾气中的颗粒物，因为这些颗粒物可能包含铝灰、石灰石粉等原料的微小颗粒，对环境和人体健康构成威胁;

S72：脱硝处理(SNCR)：尾气中可能含有氮氧化物(NOx)，这些物质对大气环境和人体健康有害。通过选择性非催化还原(SNCR)技术，可以在高温条件下将氮氧化物还原为氮气和水，从而降低其排放浓度;

S73：脱酸处理：尾气中还可能含有酸性气体(如二氧化硫、氯化氢等)，这些气体对设备和环境具有腐蚀性，通过脱酸塔等装置中喷淋方式，利用碱性吸收液与酸性气体发生中和反应，将其转化为无害物质;

S74：脱硫处理：对于尾气中的二氧化硫等硫化物，可以采用湿法脱硫等技术进行处理，湿法脱硫通过碱性溶液(如石灰乳)与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐等无害物质;

S75：活性炭喷射：活由于性炭具有强大的吸附能力，可以吸附尾气中的有机物和其他有害气体，因此在尾气处理系统中加入活性炭喷射装置，将活性炭喷入尾气中，可以进一步去除尾气中的有害物质。

8.根据权利要求1所述的一种危废铝灰处理工艺，其特征在于，所述。步骤S75活性炭喷射，人员通过在尾气排放口设置在线监测装置，实时监测尾气中的各项污染物浓度，从而通过监测数据及时调整处理工艺和设备参数，确保尾气排放符合国家和地方环保标准。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及铝灰处理技术领域，特别是涉及一种危废铝灰处理工艺。

背景技术

[0002]伴随着工业的发展，人民生活水平的提高，铝合金各行业有了广泛的应用目前废铝灰基本上采用填埋的处理方式，既浪费有限的土地资源，又造成环境污染。

[0003]铝酸钙主要应用在净水剂生产、防火材料、建筑抗裂防水、钢厂脱硫等领域，通过由铝矾土和石灰石煅烧而成，生产工艺虽然简单，但较为耗费铝矾土矿，随着矿产开发将带来一系列的环境问题。若以废铝灰替代铝矾土，与石灰石烧结形成含铝酸钙的精炼渣，可替代铝酸钙在净水剂、钢厂脱硫剂、速凝剂等领域的应用，不仅降低了生产成本，也是废铝灰得到综合利用，变废为宝，降低环保的压力。

[0004]现有的铝灰提取工艺在使用时具备以下弊端：产生粉尘和噪音的部位多且乱，缺乏统一集中处理的问题，并且现有技术提取后废气污染物直接排放入大气中，易对大气环境造成污染及破坏。

[0005]因此，现有的一种危废铝灰处理工艺，无法满足实际使用中的需求，所以市面上迫切需要能改进的技术，以解决上述问题。

发明内容

[0006]本发明的目的在于提供一种危废铝灰处理工艺，通过设置，解决了上述背景技术中提出的问题。

[0007]为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

[0008]本发明为一种危废铝灰处理工艺，包括以下步骤：

[0009]S1：预处理：将铝灰(可能包括一次铝灰和二次铝灰)经过破碎、筛分等预处理，以去除大块杂质并调整粒度。同时，准备适量的含钙原料(如石灰石、氧化钙等)作为反应物;

[0010]S2：混合均匀：将预处理后的铝灰与含钙原料按照一定比例混合均匀，形成混合原料，混合比例根据具体工艺和原料性质而定，以确保反应效果;

[0011]S3：球磨处理：将混合原料送入球磨机进行球磨处理，以进一步细化颗粒并增加原料的活性表面积，有利于后续反应的进行;

[0012]S4：预热分解：将球磨后的混合原料进行预热分解处理，以去除部分水分和挥发分，同时使原料中的某些成分发生初步反应，为后续的烧结过程做好准备;

[0013]S5：烧结处理：将预热分解后的混合原料送入回转窑等烧结设备进行高温烧结处理，在高温下，铝灰中的氧化铝与含钙原料中的氧化钙发生反应生成铝酸钙;

[0014]S6：冷却与破碎：将烧结完成的块状物进行冷却处理，然后送入破碎机进行破碎。破碎后的物料经过筛分得到不同粒度的铝酸钙产品;

[0015]S7：尾气处理：在整个生产过程中产生的尾气(包括废气、烟尘等)需要进行有效处理以达标排放，通常采用除尘、脱硫、脱硝等环保设备进行处理。

[0016]优选的，所述步骤S1预处理具体包括

[0017]S11：原料选择：选用铝加工、电解铝等生产过程中产生的铝灰作为主要原料，这些铝灰中含有较高的氧化铝(Al2O3)和其他金属氧化物，是制备铝酸钙的重要成分，石灰石：作为含钙原料，提供煅烧过程中所需的钙元素。石灰石的选择应确保质量稳定，含杂质少;

[0018]S12：破碎筛分：将铝灰和石灰石分别进行破碎，并通过筛分设备去除大颗粒杂质和不符合要求的物料，破碎后的物料粒度应满足后续工艺要求;

[0019]S13：煅烧处理：通过煅烧的方式，在保护气氛(氮气、氦气等惰性气体环境中)中，将铝灰在600-1000℃的温度下焙烧1-4小时，以改善其内部结构，促进后续化学反应的进行，从而提高最终产物的品质。

[0020]优选的，所述S2混合均匀，具体包括混合时，将通过步骤S1破碎筛分后的铝灰和石灰石按照预定比例混合均匀，得到混合原料。混合比例应根据实际生产情况和产品质量要求进行调整，废铝灰和氧化钙的比例应当在60-80%废铝灰与20-40%氧化钙之间变化。

[0021]优选的，所述步骤S3球磨处理包括以下步骤：

[0022]S31：破碎：铝灰渣通过破碎机进行初碎，以减小物料粒度，并使铝颗粒与非金属杂质分离。

[0023]S32：筛分：球磨前对破碎后的物料进行筛分，保证进入磨机的铝灰粒度符合要求，避免过大或过小的颗粒影响球磨效率和产品质量。

[0024]优选的，所述步骤S4预热分解时分解温度应当控制在1000℃左右，并且应确保混合原料粉末在预热过程中受热均匀，避免局部过热或未充分分解，这对保证产品质量至关重要，同时预热分解过程需要再加热炉中注入惰性气体保护，以防止原料的氧化或其它不良反应。

[0025]优选的，所述步骤S5烧结处理中烧结温度应控制在1550-1650℃之间，在这一温度范围内，原材料中的氧化铝和氧化钙能够充分反应生成铝酸钙，同时，电弧炉熔炼的时间控制在45-50分钟，确保反应的完全进行。

[0026]优选的，所述步骤S7尾气处理具体包括：

[0027]S71：除尘处理;通过布袋除尘器中的滤袋的过滤作用去除尾气中的颗粒物，因为这些颗粒物可能包含铝灰、石灰石粉等原料的微小颗粒，对环境和人体健康构成威胁;

[0028]S72：脱硝处理(SNCR)：尾气中可能含有氮氧化物(NOx)，这些物质对大气环境和人体健康有害。通过选择性非催化还原(SNCR)技术，可以在高温条件下将氮氧化物还原为氮气和水，从而降低其排放浓度;

[0029]S73：脱酸处理：尾气中还可能含有酸性气体(如二氧化硫、氯化氢等)，这些气体对设备和环境具有腐蚀性，通过脱酸塔等装置中喷淋方式，利用碱性吸收液与酸性气体发生中和反应，将其转化为无害物质;

[0030]S74：脱硫处理：对于尾气中的二氧化硫等硫化物，可以采用湿法脱硫等技术进行处理，湿法脱硫通过碱性溶液(如石灰乳)与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐等无害物质;

[0031]S75：活性炭喷射：活由于性炭具有强大的吸附能力，可以吸附尾气中的有机物和其他有害气体，因此在尾气处理系统中加入活性炭喷射装置，将活性炭喷入尾气中，可以进一步去除尾气中的有害物质。

[0032]优选的，所述。步骤S75活性炭喷射，人员通过在尾气排放口设置在线监测装置，实时监测尾气中的各项污染物浓度，从而通过监测数据及时调整处理工艺和设备参数，确保尾气排放符合国家和地方环保标准。

[0033]本发明具有以下有益效果：

[0034]本发明实现了危废铝灰的资源化利用，将废弃物转化为有价值的铝酸钙产品，同时处理后的铝灰，可以减少对环境的污染和破坏，实现废物的无害化处理和资源化利用，并且铝酸钙产品在市场上具有广泛的应用前景和较高的经济价值，所以通过本发明生产铝酸钙产品可以为企业带来可观的经济效益。

[0035]当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

[0036]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0037]图1为本发明铝灰提取铝酸钙工艺流程图。

具体实施方式

[0038]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0039]请参阅图1所示，本实施例为一种危废铝灰处理工艺，包括以下步骤：

[0040]S1：预处理：将铝灰(可能包括一次铝灰和二次铝灰)经过破碎、筛分等预处理，以去除大块杂质并调整粒度。同时，准备适量的含钙原料(如石灰石、氧化钙等)作为反应物;

[0041]S2：混合均匀：将预处理后的铝灰与含钙原料按照一定比例混合均匀，形成混合原料，混合比例根据具体工艺和原料性质而定，以确保反应效果;

[0042]S3：球磨处理：将混合原料送入球磨机进行球磨处理，以进一步细化颗粒并增加原料的活性表面积，有利于后续反应的进行;

[0043]S4：预热分解：将球磨后的混合原料进行预热分解处理，以去除部分水分和挥发分，同时使原料中的某些成分发生初步反应，为后续的烧结过程做好准备;

[0044]S5：烧结处理：将预热分解后的混合原料送入回转窑等烧结设备进行高温烧结处理，在高温下，铝灰中的氧化铝与含钙原料中的氧化钙发生反应生成铝酸钙;

[0045]S6：冷却与破碎：将烧结完成的块状物进行冷却处理，然后送入破碎机进行破碎。破碎后的物料经过筛分得到不同粒度的铝酸钙产品;

[0046]S7：尾气处理：在整个生产过程中产生的尾气(包括废气、烟尘等)需要进行有效处理以达标排放，通常采用除尘、脱硫、脱硝等环保设备进行处理。

[0047]进一步的，所述步骤S1预处理具体包括

[0048]S11：原料选择：选用铝加工、电解铝等生产过程中产生的铝灰作为主要原料，这些铝灰中含有较高的氧化铝(Al2O3)和其他金属氧化物，是制备铝酸钙的重要成分，石灰石：作为含钙原料，提供煅烧过程中所需的钙元素。石灰石的选择应确保质量稳定，含杂质少;

[0049]S12：破碎筛分：将铝灰和石灰石分别进行破碎，并通过筛分设备去除大颗粒杂质和不符合要求的物料，破碎后的物料粒度应满足后续工艺要求;

[0050]S13：煅烧处理：通过煅烧的方式，在保护气氛(氮气、氦气等惰性气体环境中)中，将铝灰在600-1000℃的温度下焙烧1-4小时，以改善其内部结构，促进后续化学反应的进行，从而提高最终产物的品质。

[0051]进一步的，所述S2混合均匀，具体包括混合时，将通过步骤S1破碎筛分后的铝灰和石灰石按照预定比例混合均匀，得到混合原料。混合比例应根据实际生产情况和产品质量要求进行调整，废铝灰和氧化钙的比例应当在60-80%废铝灰与20-40%氧化钙之间变化。

[0052]进一步的，所述步骤S3球磨处理包括以下步骤：

[0053]S31：破碎：铝灰渣通过破碎机进行初碎，以减小物料粒度，并使铝颗粒与非金属杂质分离。

[0054]S32：筛分：球磨前对破碎后的物料进行筛分，保证进入磨机的铝灰粒度符合要求，避免过大或过小的颗粒影响球磨效率和产品质量。

[0055]进一步的，所述步骤S4预热分解时分解温度应当控制在1000℃左右，并且应确保混合原料粉末在预热过程中受热均匀，避免局部过热或未充分分解，这对保证产品质量至关重要，同时预热分解过程需要再加热炉中注入惰性气体保护，以防止原料的氧化或其它不良反应。

[0056]进一步的，所述步骤S5烧结处理中烧结温度应控制在1550-1650℃之间，在这一温度范围内，原材料中的氧化铝和氧化钙能够充分反应生成铝酸钙，同时，电弧炉熔炼的时间控制在45-50分钟，确保反应的完全进行。

[0057]进一步的，所述步骤S7尾气处理具体包括：

[0058]S71：除尘处理;通过布袋除尘器中的滤袋的过滤作用去除尾气中的颗粒物，因为这些颗粒物可能包含铝灰、石灰石粉等原料的微小颗粒，对环境和人体健康构成威胁;

[0059]S72：脱硝处理(SNCR)：尾气中可能含有氮氧化物(NOx)，这些物质对大气环境和人体健康有害。通过选择性非催化还原(SNCR)技术，可以在高温条件下将氮氧化物还原为氮气和水，从而降低其排放浓度;

[0060]S73：脱酸处理：尾气中还可能含有酸性气体(如二氧化硫、氯化氢等)，这些气体对设备和环境具有腐蚀性，通过脱酸塔等装置中喷淋方式，利用碱性吸收液与酸性气体发生中和反应，将其转化为无害物质;

[0061]S74：脱硫处理：对于尾气中的二氧化硫等硫化物，可以采用湿法脱硫等技术进行处理，湿法脱硫通过碱性溶液(如石灰乳)与二氧化硫发生化学反应，生成硫酸盐等无害物质;

[0062]S75：活性炭喷射：活由于性炭具有强大的吸附能力，可以吸附尾气中的有机物和其他有害气体，因此在尾气处理系统中加入活性炭喷射装置，将活性炭喷入尾气中，可以进一步去除尾气中的有害物质。

[0063]进一步的，所述。步骤S75活性炭喷射，人员通过在尾气排放口设置在线监测装置，实时监测尾气中的各项污染物浓度，从而通过监测数据及时调整处理工艺和设备参数，确保尾气排放符合国家和地方环保标准。

[0064]实施例1

[0065]按重量份计取废铝灰45份、氧化钙42份、氧化镁5份，混合均匀，其中，铝灰成分经检测，按质量百分比计包括：Al2O380%、SiO30%、MgO6%、CaO 4%。混合料加入电弧炉内，在温度为1500℃下熔炼60min，倒出冷却，得到铝酸钙熔炼料，熔炼料经破碎后过双层筛，上层筛的筛上物返回破碎;下层筛的筛上物包装外运，下层筛的筛下物返回电弧炉中再次熔炼。

[0066]成品铝酸钙经检测，按重量比计包括CaO 40.06%，Al2O345.6%，MgO10.38%，SiO23.96%

[0067]实施例二

[0068]按重量份计取废铝灰48份、氧化钙43份、氧化镁5份，混合均匀，其中铝灰成分按质量百分比计包括：Al2O387%、SiO24.5%、MgO4.5%、CaO4%。混合料加入电弧炉内，在温度为1600℃下熔炼50min，倒出冷却，得到铝酸钙熔炼料，熔炼料经破碎后过双层筛，上层筛的筛上物返回破碎;下层筛的筛上物包装外运，下层筛的筛下物返回电弧炉中再次熔炼。

[0069]成品铝酸钙经检测，成分按重量比计包括CaO 41.25%，Al2O345.6%，MgO10.03%，SiO23.12%

[0070]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

[0071]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0072]最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

说明书附图(1)