二次铝灰处理

二次铝灰无害化资源化处理成套装置

概述

根据《国家危险废物名录》规定：铝电解过程中电解槽维修及废弃产生的废渣、铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣、铝电解过程中产生的盐渣和浮渣、铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣四种废渣属于HW48有色金属冶炼废物。因此铝灰的回收及利用对环境保护、资源的有效利用和经济可持续发展具有重要的意义，然而对于目前处理二次铝灰的工艺，缺乏对铝灰中盐溶剂的回收及氮化铝的处理及利用，二次铝灰中氮化铝在潮湿环境中会分解释放氨气，污染环境，但氮化铝是二次铝灰中具有较高利用价值的物质。氮化铝在水中的分解存在一段时间的诱导期，短时间或低温度洗涤铝灰并不能使氮化铝有效的分解。由于目前采用酸直接处理二次铝灰或将二次铝灰用水短时间洗涤后再采用酸处理，这两种方法氮化铝的分解量都很低，对氮化铝的利用困难。二次铝灰中的盐和氮化铝均是一种可用的资源，若不加以回收利用，不仅造成资源浪费，而且会污染环境。二次铝灰无害化处理利用，一方面能回收二次铝灰中盐溶剂和氮元素，降低浸出渣对环境的危害，另一方面能尽量利用二次铝灰中铝元素。

一、湿法二次铝灰无害化资源化处理成套装置

----水解+固氟+除盐+氨处理

1.1 工艺流程简图

注：

业主可根据产业链需要配置。
高铝料用途：耐火材料、精密铸造、水泥、磨料、免烧砖陶瓷、建筑材料、净水剂、铝酸钙原料等。
铝酸钙用途：净水剂、铝酸盐水泥、炼钢除渣剂精炼剂、阻燃剂、填充剂等。

1.2工艺流程简述

原料准备

二次铝灰进入暂存仓待用；催化剂为液体成品，厂外运输直接放入催化剂调配槽待用；将固氟剂通过加料斗加入调配槽，同时泵入定量的新鲜水，调配成固氟剂液待用。

.洗盐固氟除盐

二次铝灰与水打浆后进入水洗机进行洗盐，清洗液经过滤机固液分离后，清液进入固氟槽与加入的固氟剂反应生成氟化钙。铝灰中的可溶性氟离子与CaCl₂生成CaF2 沉淀，从而使铝灰中的氟离子得以去除，成为无氟溶液，反应转化率99.9%以上。经脱氟过滤机过滤后排出氟化钙滤饼，含盐滤液再进行浓缩蒸发结晶、离心机固液分离、干燥机干燥后，得到固体干燥盐，经过干燥过程的盐可以至冶炼厂进行利用。

催化水解及蒸氨

铝灰中的氮元素主要以氮化铝形式存在，因此需要对铝灰进行催化反应脱氮，脱氮工序反应主要是AlN与H₂O接触反应形成氨气。所生成的氨气被水溶液吸收形成氨水，少量氨气从水溶液中逸出而挥发。反应方程式如下：

氮化铝反应：AlN+3H₂O=NH₃↑+Al(OH)₃↓ AlN反应率99.2%

氨蒸发：NH3·H2O=NH3↑+H2O 反应率99.99%

影响氮化铝水解的主要因素为温度，随着温度逐渐升高，催化反应越快。在催化反应的末期，通过蒸汽加热，使其反应充分，反应结束后，氮化铝含量低于0.1%。

铝灰经铝灰打浆槽打浆后，泵送至水解反应釜进行催化水解反应，水解过程采用蒸汽夹套加热，水解反应釜中铝灰中的氮化铝和水反应生成氨气和氢氧化铝。待反应结束后，氮化铝含量低于1%后，水解液自流进水解液暂存槽，由水解液压滤泵泵送至水解液压滤机进行压滤，压滤后的水解滤液进入到蒸氨系统蒸氨。压滤过程完成后湿高铝料用新鲜水进行反洗清洗，清洗后的清洗液暂存至水解渣清洗液暂存槽，由泵送入水解反应釜再次利用。

氨气回收
氨吸收制硫酸铵

水解反应釜蒸发的含氨废气经过冷凝水产生的冷凝液，与脱氟后的水解液一并通入二级蒸氨塔，通过蒸汽加热将溶液中的氨蒸发。蒸发后的氨气进入硫酸铵生成装置通过循环喷淋硫酸吸收制备硫酸铵。少量未吸收的氨气进入到氨气吸收塔利用酸性溶液进行喷淋脱氨，经氨气吸收塔脱氨后的气体进入脱酸塔喷淋吸收尾气达标排放。也可以根据情况进入到干燥装置或煅烧装置进行利用

2NH3+H2SO4 =（NH4）2SO4

氨吸收制氨水

水解反应釜蒸发的含氨废气进入到蒸氨塔，脱氟后的水解液也进入蒸氨塔，通过蒸汽加热将溶液中的氨蒸发，蒸发后的氨气进入氨水生成装置制备氨水，脱氨净化后的尾气达标排放。也可以根据情况进入到干燥装置或煅烧装置进行利用

氨吸收：NH3↑+H2O=NH3·H2O 反应率99.99%

高铝料
压滤清洗后的高铝料可湿态外卖或烘干后外卖，根据下游客户用途需求定。
高铝料焙烧制铝酸钙

水解压滤后高铝料与生石灰/石灰石按照预定比例混合均匀，再将混合料粉末预处理后进入到煅烧窑中进行煅烧，最后将煅烧后的物料热冷却后磨粉筛选得到成品铝酸钙粉。煅烧后的物料冷却过程中进行热回收以便进行节能。

1.3、系统优势特点

湿法水解能够将铝灰中的氟离子及可溶性盐分分离出来，相比于火法处理可获得合格的铝灰渣
加热水解满足水解条件，避免常规不加热水解可能出现的现象
液体余热得到回用，能耗较低
系统设备均为常规设备，操作简单，实现了自动运行
系统采用密封结构以及全负压运行，保证了现场无粉尘外泄且保证了现场无异味。
水解过程释放的气体全负压密闭结构内输送，减少了系统气体处理量
氨吸收装置采用逆流多级吸收结构，吸收效率高，动力消耗低。
水解后的铝灰渣根据需要可进行干燥或可深加工成为铝酸钙产品
采用多级除尘，多级洗涤吸收排放达到环保要求。
设备占地面积小，投资少。
公司所提供产品，能够满足CE认证、UL、CSA认证。

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湿法二次铝灰无害化资源化处理成套装置

火法二次铝灰无害化资源化处理成套装置

二、火法二次铝灰无害化资源化处理成套装置

---煅烧+固氟+除盐

2.1 工艺流程示意

2.2工艺流程简述

物料流程：二次铝灰经球磨机球磨、筛分机筛分后在气力风机作用下进入铝灰暂存仓暂存，然后经定量输送机定量输出、密封卸料器进入铝灰打浆槽与水、氨抑制剂搅拌成浆（氨抑制剂防止氮化铝水解），再进入连续洗盐机多级逆流清洗成为浓盐水，浓盐水再加入固氟剂将水中氟化钠氟化钾反应制成氟化钙并由除氟过滤机滤出氟化钙，无氟盐水进入盐水暂存槽后，由输送泵输送至冷却机结片出盐；由连续洗盐机过滤出的无氟无盐滤渣进入配料机配料后，经进料提升机进入煅烧干燥回转窑进行高温煅烧（滤渣不含盐，窑内不粘壁不损坏窑内衬），高温物料经冷却机冷却后由出料提升机送入球磨机磨至粉状，最后在气力输送机的作用下进入成品暂存仓暂存待包装。

气体流程：系统中高温烟气由天然气燃烧形成，高温烟气进入煅烧干燥回转窑与物料完成煅烧干燥过程，尾气夹带的细小粉末由旋风和袋式除尘器进行两级除尘后，在系统引风机的作用下进入洗涤塔洗涤净化达标排空。

2.3系统优势特点

本装置符合国家关于危险废弃物的处理标准，在具体设备上进行了优化。
铝灰打浆槽采用氨抑制剂阻止铝灰中氮化铝在打浆过程中水解释放氨气，无需单独处理氨气，氨水解抑制剂为常规化工产品，容易购买。打浆过程中采用负压抽吸结构，排气作为煅烧窑的助燃空气
采用自动连续多级逆流洗涤，将铝灰渣与盐分分离，盐水浓度大大提高，减少了浓缩蒸发过程的能量消耗
氟离子形成氟化钙后可以单独排出，作为一种产品单独售卖，不影响后续产品质量以及盐水质量。
预先洗盐，保证滤渣含盐不超标，确保煅烧干燥回转煅烧窑不会因为盐分高而粘壁导致结疤结壁从而堵塞通道，确保煅烧窑连续稳定运行。
煅烧前滤渣已除盐脱氟净化处理，煅烧尾气无需庞大复杂的尾气处理设备，大大降低设备投资及尾气处理成本，仅需脱硝除尘即可达标。
专业设计的冷却机，可利用盐水给冷却机冷却降温，利用煅烧出来的物料的余热将水分蒸发，从而将盐分单独排出，省去复杂的浓缩蒸发结晶除盐设备。
本系统全密封结构，无扬尘无异味逸出，生产环境良好。
设备占地面积小，投资少，自动化程度高。
公司所提供产品，能够满足CE认证、UL、CSA认证。