二次铝灰回收氧化铝的工艺研究

• 作 者: 宋明
• 出 处: 青岛科技大学
• 发表日期: 2018年01期
• 关键词: 二次铝灰 碱溶 晶种分解 氧化铝 生命周期评价

铝灰是铝工业的副产物。我国作为全球最大的原铝生产国,每年产生铝灰量巨大。未经无害化处理的铝灰对水体、大气和土壤均会产生一定的危害,铝灰被列入2016版《国家危险废物名录》。传统二次铝灰回收工艺存在规模小、产品价值低和成本高等缺点。本文中二次铝灰回收氧化铝工艺包括研磨、筛分、中温产气、高温溶出、晶种分解和高温煅烧等处理过程。该工艺具有流程简单、成本低、操作方便等优点,既实现了对产生气体的回收再利用,也得到了质量较好的氧化铝产品。本文研究了固液比、碱液浓度、反应时间和反应温度对二次铝灰中氧化铝溶出率的影响。在固液比为0.08、碱液浓度为Na₂O_K 248 g/L、反应温度为250℃、反应时间为3 h和搅拌转速为400 r/min的条件下,二次铝灰中氧化铝最大溶出率为98.6%。滤渣主要成分为钙霞石和α-氧化铝。在铝酸钠溶液中氧化铝浓度为102.1g/L,晶种量为468.5 g/L,分解温度为25℃,搅拌转速为160 r/min和分解时间为72 h的条件下,晶种分解率最高为60.1%。将晶种分解后析出的氢氧化铝在1200℃条件下煅烧1 h,得到氧化铝产物符合《YST 803-2012冶金级氧化铝》中的三级标准。通过生命周期评价对比了以二次铝灰为原料生产氧化铝的工艺和以铝土矿为原料生产氧化铝的工艺。评价结果表明,以二次铝灰为原料生产氧化铝的工艺较以铝土矿为原料生产氧化铝的工艺造成的环境影响减少34.6%,经济成本减少62.9%,以二次铝灰为原料生产氧化铝的工艺具有更好的环境友好性和经济可行性。