一种铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法与流程

1.本发明属于铝灰回收利用技术领域，尤其涉及一种铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.目前，铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中发生的熔渣经冷却后的产物，含有铝及多种有价元素。铝灰首要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成。回收利用铝灰，不仅实现资源充分利用，而且对环境的影响较小。从铝灰中回收铝及其他有价元素，充沛合理运用，对企业经济效益和维护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。铝灰中的氮化铝在潮湿的环境下易产生具有刺激性气味的氨气，可溶出的氟化物和重金属会对人体和周边环境造成影响。
[0003][0004]
目前，传统铝灰处理工艺从收集、储存、处理到应用，都没有有害物质的处理措施，对环境造成严重威胁，属于粗放型处理方式。或者是采用填埋方式，不仅没有解决根本问题，且浪费资源，存在巨大的环保隐患。
[0005]
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统铝灰处理工艺均没有有害物质处理措施，对环境造成严重威胁，且浪费资源，存在巨大环保隐患。


技术实现要素：

[0006]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法。
[0007]
本发明是这样实现的，一种铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法包括：将铝灰渣进行筛选、粉碎处理，与氧化钙按一定比例配料、混匀；加入一定比例的添加剂混合搅拌，经压球成型、废气回收得到初产物，通过熔炼装置焙烧冷却后得到铝灰渣清洁利用复合材料。
[0008]
进一步，铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0009]
步骤一，铝灰渣筛选处理，大块状颗粒使用粉碎机粉碎，得到铝灰细颗粒；
[0010]
步骤二，铝灰细颗粒与氧化钙进行配料、混合均匀制得混匀料；
[0011]
步骤三，向混匀料中加入添加剂搅拌制得混合料；
[0012]
步骤四，混合料经压球成型制得预设粒度的铝渣球；
[0013]
步骤五，将铝渣球置于常温循环干燥室，经废气处理系统后得到初产物；
[0014]
步骤六，将初产物置于熔炼装置中进行焙烧，冷却后得到复合材料。
[0015]
进一步，步骤一中的铝灰渣为原生铝灰渣、二次铝灰渣、硅渣、或电解铝生产过程产生的大修渣、炭渣中的任意一种或多种；铝灰细颗粒粒径为1～50μm。
[0016]
进一步，步骤二中的氧化钙含量达90％以上时亦可用电石渣替代。
[0017]
进一步，步骤四中的铝渣球直径为2～6cm，干燥时间1～3h，强度测试2次。
[0018]
进一步，步骤五中的常温循环干燥室温度控制在15～25℃，初产物用于炼钢脱氧剂；步骤六中的复合材料用于精炼剂、造渣剂和调渣剂。
[0019]
进一步，步骤五中的废气处理系统中的配液罐初始配制优选质量份20～30％氯化镁、10～30％醋酸溶液；废气处理系统中的喷淋式除氨吸收罐循环喷淋一段时间，经调配后作为原料添加剂。
[0020]
进一步，步骤六中的焙烧温度为1200～1400℃，焙烧时间为1～3h；熔炼装置选自电弧炉、中频炉、电阻炉、等离子体炉或燃气炉中的任意一种。
[0021]
本发明的另一目的在于提供一种实施所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法制备得到的铝灰渣清洁利用复合材料，铝灰渣清洁利用复合材料按照质量百分比计，由铝灰渣85～95wt
·
％、氧化钙8～12wt
·
％和添加剂组成；其中，添加剂为铝灰渣与氧化钙总重量的8～14％。
[0022]
本发明的另一目的在于提供一种实施所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法的废气处理系统，废气处理系统包括常温循环干燥室、气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路、配液罐、醋酸罐和调节罐。
[0023]
其中，常温循环干燥室与废气处理系统相连，构成空气内循环路径；气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路依次连接，醋酸罐出液口与配液罐入液口连接，喷淋式除氨吸收罐出/入液口与配液罐入/出液口连接，配液罐出液口与调节罐入液口连接。
[0024]
结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0025]
第一，针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：
[0026]
本发明通过将铝灰渣进行筛选、粉碎处理，与氧化钙按一定比例配料、混匀，加入一定比例的添加剂混合搅拌，经压球成型、废气回收得到初产物，通过熔炼装置焙烧冷却后得到铝灰渣清洁利用复合材料。本发明实现了铝灰渣中氮化铝、氟化物组分的无害化处理，所得复合材料用于冶炼工业中除杂、脱氧添加剂；同时，本发明还实现了废气回收利用，形成闭环式、无污染运行，为铝行业产生的铝灰渣危废的无害化处理和清洁化利用创造了一条新的途径。
[0027]
另外，本发明采用压球法的方式解决铝灰粒较细、不适合直接入炉的问题，通过适宜的配料、混匀、压球方式，制得水分、强度合格的铝渣球，再进行干燥、除氮、焙烧、除尘，通过一系列技术措施，实现了废气回收利用，形成闭环式、无污染运行。本发明有效解决电解铝大规模生产企业产出的铝灰，除去二次铝灰中氮化铝、重金属等危害物质，并通过技术手段资源化利用，实现节能减排增效，减少环境污染，解决处理铝灰渣时造成环境污染等问题。
[0028]
第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：
[0029]
本发明提供的铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法，可以实现铝灰渣清洁处理再利用。本发明中初产物与焙烧制得的复合材料均可以作为产品出售。
[0030]
第三，作为本发明的权利要求的创造性辅助证据，还体现在以下几个重要方面：
[0031]
(1)本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：
[0032]
铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，是国民经济基础建设所需的重要金属材料之一，产品品种有铝及铝合金板卷、带、箔、管线，被广泛地应用于国民经济的各个领域。我国铝工业的后备资源不足，保障能力下降，必须走资源节约型的铝工业发展路子。在工业用的各种金属中，铝的可回收再生性是最高的，再生效益也最大。再生铝产业具有明显的节约资源、节能、环保优势。因此，以循环经济理念发展铝工业，大力发展再生铝，能够有力地促进再生金属资源综合利用，构建和发展循环经济产业链，对全国资源综合利用、行业经济增长、发展循环经济的支撑和带动作用十分明显。
[0033]
铝灰内含价值较高的金属铝和氧化铝。金属铝需求量的攀升导致了铝灰产出量大幅度的增加，2016年我国铝灰的产量为405.73万吨，而且产生量在逐年攀升。铝灰的潜在价值主要体现在其所含的金属铝、氧化铝、电解质以及其蕴含的热能等。其中铝灰渣无害化处置后，可成为耐火材料、透水砖、净水剂、铝酸钙等产品的优质原料。以中国的年排出量200万吨为计算基数，以铝灰中金属铝占50％约计，氧化铝占30％约计，电解质占10％约计，热能按4000大卡约计，以阴极炭块中炭占50％，电解质占30％，阳极炭渣中电解质占70％，碳占30％，参考现行的金属铝14000元/吨、氧化铝3000元/吨、氟化盐6000元/吨、煤炭500元/吨的价格计算的铝灰的潜在价值约150亿元人民币。
[0034]
由此可见，本发明的技术方案转化后对于铝灰资源化利用的潜在价值巨大。
[0035]
(2)本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：
[0036]
1)国内铝灰研究现状
[0037]
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、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。目前国内的技术主要工艺有：
[0038]
①
铝灰脱氨-固氟-绿色循环利用技术
‑‑
湿法工艺
[0039]
②
湿法全量化技术
‑‑‑“
多段连续强化水解浸出+高值定向转化”[0040]
③
铝灰火法结合湿法资源化综合利用工艺
[0041]
④
火法处置铝灰工艺
[0042]
2)国外铝灰研究现状
[0043]
国外对铝灰的研究主要集中在欧美日等发达国家。欧洲集中在意大利和西班牙，美国集中在美国阿贡国家实验室(简称anl)和盐博大科技有限公司，而日本相关公司的研究主要体现在ad粉上。再生铝加工的铝灰研究并产业化的代表性公司是意大利的安奇泰克技术有限公司，该公司早在40年前就开发出了一种再生铝灰的回收系统，经过近几十年，已在欧洲建成了几家工厂，但是一个万吨级再生铝灰处理生产线需建设投资几亿元人民币，投资数额巨大。苏联对二次铝灰也有较深研究应用，从上世纪60年代，建成火法铝灰处置系统，主要通过回转窑生产铝酸钙。
[0044]
目前本发明技术成熟，实际项目落地投资少且效益高，填补了业内相关技术、经济因素条件的空白。
[0045]
(3)本发明的技术方案解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难
题：
[0046]
由于目前市场上铝灰属于危废，而危废处理难度较大，且一旦处理不当容易引发极为恶劣的后果，因此我国对危废经营的各环节设置了行业入门门槛，执行危废许可资质管理。我国铝灰产生量呈逐年增长态势，而全国持证企业数量仅仅几十家，这就造成了拥有危废处理资质的铝灰处理产能严重不足，且危废跨省运输难度加大使得局部地区处理产能不足问题更为严重。
[0047]
另外据统计，目前我国铝灰渣产生大省处置利用率普遍偏低，在15-70％之间，这意味着大量的铝灰尚未得到合法合规处置，且处置以填埋为主，资源化利用缺口较大，持证企业的铝灰处置能力和利用水平远不能满足区域范围内爆炸式增长的需求。
[0048]
部分地区危废处置产能不足、执法力度又日趋严格，高压之下，一些企业选择铤而走险，进行非法转移。要从根本上消除铝灰非法处置隐患，必须加快重点区域铝灰合规处置项目建设，补齐处置能力短板，扩大危险废物处置的有效供给，同时开发一批具有显著经济效益的资源化利用技术，提高铝灰利用水平，解决铝灰处置价格偏高问题，降低产废企业成本，方能彻底消除铝灰渣环境污染风险隐患。
[0049]
针对上述问题，本发明可实现回收金属铝无害清洁化生产，对于二次铝灰资源化利用，结合本地其他种类固废资源，取代纯试剂的使用，减少生产成本。铝灰可作为原料制备多种材料，不仅可以解决上述问题，而且对社会也贡献出了巨大的经济价值和环保价值，对国家经济可持续发展和国民经济具有重大意义。
附图说明
[0050]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述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。
[0051]
图1是本发明实施例提供的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法流程图；
[0052]
图2是本发明实施例提供的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法原理图；
[0053]
图3是本发明实施例提供的废气处理系统结构示意图；
[0054]
图中：1、常温循环干燥室；2、气体感应装置(风机)；3、喷淋式除氨吸收罐；4、通风管回路；5、配液罐；6、醋酸罐；7、氯化镁；8、调节罐。
具体实施方式
[0055]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0056]
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
[0057]
如图1所示，本发明实施例提供的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法包括以下步骤：
[0058]
s101，铝灰渣筛选处理，大块状颗粒使用粉碎机粉碎，得到铝灰细颗粒；
[0059]
s102，铝灰细颗粒与氧化钙进行配料、混合均匀制得混匀料；
[0060]
s103，向混匀料中加入添加剂搅拌制得混合料；
[0061]
s104，混合料经压球成型制得预设粒度的铝渣球；
[0062]
s105，将铝渣球置于常温循环干燥室，经废气处理系统后得到初产物；
[0063]
s106，将初产物置于熔炼装置中进行焙烧，冷却后得到复合材料。
[0064]
作为优选实施例，如图2所示，本发明实施例提供的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法具体包括以下步骤：
[0065]
(1)将铝灰渣进行筛选处理，大块状颗粒使用粉碎机将其粉碎，得到粒径为1～50μm的铝灰细颗粒；优选的，铝灰渣包含原生铝灰渣、二次铝灰渣，包括电解铝生产过程产生的大修渣、炭渣。
[0066]
(2)将铝灰细颗粒与氧化钙粉末分别按照配比85～95wt
·
％、5～15wt
·
％进行配料、混合均匀制得混匀料；氧化钙含量达90％以上，亦可用电石渣替代。
[0067]
添加剂：初始配制氯化镁与醋酸溶液的混液(氯化镁占比为20～30wt
·
％，醋酸占比为10～30wt
·
％)，经循环喷淋吸收废气一段时间后，收集液调配后制得的混合液。
[0068]
(3)将混匀料置于搅拌机内，在搅拌机中加入混匀料总重量8～14％的添加剂，经搅拌制得混合料。
[0069]
(4)混合料经压球成型制得直径为2～6cm的铝渣球。
[0070]
(5)将铝渣球置于常温循环干燥室，温度控制在15～25℃，与废气处理系统相连，铝渣球干燥时间1～3h，一段时间后得到初产物，强度测试为2次；初产物用于炼钢脱氧剂。
[0071]
废气处理系统与常温循环干燥房构成空气内循环路径。废气处理装置包括：气体感应装置(风机)、醋酸罐、喷淋式除氨吸收罐、配液罐、通风管回路。气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路依次连接，醋酸罐出液口与配液罐入液口连接，喷淋式除氨吸收罐出/入液口与配液罐入/出液口连接。
[0072]
其中，配液罐初始配制优选质量份20～30％氯化镁、10～30％醋酸溶液；喷淋式除氨吸收罐循环喷淋一段时间，经调配后可作为原料添加剂。
[0073]
(6)将初产物置于熔炼装置中进行焙烧，焙烧温度为1200～1400℃，时间为1～3h，冷却后得到复合材料；熔炼装置为电弧炉、中频炉、电阻炉、等离子体炉、燃气炉中的任意一种；复合材料用于精炼剂、造渣剂和调渣剂。
[0074]
本发明实施例提供的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法的反应原理如下：
[0075]
涉及材料及物质包括铝灰渣(二次铝灰)、氧化钙、氯化镁、乙酸、水等；
[0076]
处理物料：铝灰(渣)、硅渣、大修渣、炭渣中的一种或多种；
[0077]
添加物料：石灰石，醋酸，氯化镁；
[0078]
设备及配置：破碎机、搅拌机、压球机、常温循环干燥室、气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路、配液罐、醋酸罐、调节罐、水箱、焙烧炉、配电箱等。
[0079]
(一)二次铝灰
[0080]
1、二次铝灰的成份、分类及危险特性分析
[0081]
二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂。铝灰主要以金属和非金属氧化物为主，其中氧化铝通常占到70％以上，其他氧化物包含氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氰化物、氮化铝
等，同时含有一定量电解电极残渣、氟化物、金属盐等物质，也含有活性的铝粉、镁粉、锌粉等以及具有催化作用的镓、钛氧化物微粒，且在存放过程中接触空气和水会产生有毒性刺激性气体氨气和可燃烧爆炸气体氢气和甲烷，浸泡液具有腐蚀性和毒性。
[0082]
表1某厂二次铝灰典型成份
[0083][0084]
2、铝灰的分类
[0085]
按最新《2021年危险废物名录》铝灰分为：
[0086]
①
危废代码：321-026-48，是有色金属采选和冶炼废物铝灰是再生铝和铝材加工过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面产生的铝灰渣，及其回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰，r。
[0087]
②
危废代码：321-034-48，铝灰热回收铝过程烟气处理集(除)尘装置收集的粉尘，铝冶炼和再生过程烟气(包括：再生铝熔炼烟气、铝液熔体净化、除杂、合金化、铸造烟气)处理集(除)尘装置收集的粉尘，t，r。
[0088]
③
危废代码：321-024-48，电解铝铝液转移、精炼、合金化、铸造过程熔体表面产生的铝灰渣，以及回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰，r，t。
[0089]
④
危废代码：321-023-48，电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣(大修渣)，t。
[0090]
⑤
危废代码：321-025-48，电解铝生产过程产生的炭渣，t。
[0091]
(二)氧化钙(亦可用电石渣代替)
[0092]
氧化钙是一种无机化合物，化学式是cao，俗名生石灰。表面白色粉末，不纯者为灰
白色，含有杂质时呈淡黄色或灰色，具有吸湿性。氧化钙为碱性氧化物，对湿敏感，易从空气中吸收二氧化碳及水分。与水反应生成氢氧化钙(ca(oh)2)并产生大量热，有腐蚀性。
[0093]
电石渣，电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。
[0094]
氧化钙或氢氧化钙是合成铝酸钙(脱氧精炼剂)的原料之一，也是固氟所需原料。
[0095]
(三)氯化镁(添加剂)
[0096]
氯化镁是一种无机物，化学式mgcl2。
[0097]
(四)乙酸
[0098]
乙酸，也叫醋酸、冰醋酸，化学式ch3cooh，是一种有机一元酸，为食醋主要成分。
[0099]
(五)工艺简介
[0100]
通过粉碎后的铝灰渣与氧化钙粉末混合，加入氯化镁溶液进行充分搅拌，形成泥状，这使其中部分氮化铝与水发生水解反应生成氢氧化铝和氨气，将泥压成球型静置，这时铝灰球继续挥发出氨气，氨气经氯化镁的醋酸水溶液吸收，收集液作为盐溶液添加剂返回至搅拌机中再次使用。
[0101]
(六)各流程反应过程及原理
[0102]
1.混合研磨：二次铝灰经破碎研磨后，与氧化钙粉末进行配料，混合均匀得到混合料；此过程为物理过程，目的是使铝灰与氧化钙充分接触，为下一步水解做准备。
[0103]
2.搅拌水解：向混合料中加入氯化镁的醋酸水溶液后搅拌；
[0104]
其化学反应式如下：
[0105]
氧化钙与水反应生成氢氧化钙，并产生大量的热：
[0106]
cao+h2o
→
ca(oh)2[0107]
氢氧化钙解离出钙离子与氢氧根离子：
[0108]
ca(oh)2→
ca
2+
+2oh-[0109]
钙离子与杂质中的氟离子反应生成氟化钙沉淀：
[0110]
ca
2+
+2f-→
caf2↓
[0111]
氮化铝与水反应生成氧化铝和氨气：
[0112]
aln+h2o
→
al2o3+nh3↑
[0113]
3.压球成型：经压球机压成球型得到铝渣球，传送放至单独的干燥室，并处理回收氨气。
[0114]
氨气通过脱氨技术处理，即氨气与水反应生成氨水，反应式为：
[0115]
nh3+h2o
→
nh3·
h2o
[0116]
氨水与醋酸反应生成醋酸铵与水：
[0117]
nh3·
h2o+ch3cooh
→
ch3coonh4+h2o
[0118]
通入过量氨气后，溶液显碱性，使氯化镁生成沉淀，即氨水与氯化镁反应生成氯化铵与氢氧化镁：
[0119]
nh3·
h2o+mgcl2→
nh4cl+mg(oh)2↓
[0120]
(氢氧化镁沉淀，白色晶体排出)
[0121]
4.焙烧处理：铝渣球通过高温炉进行高温氧化焙烧，焙烧反应后冷却得到复合材料产物。
[0122]
金属铝与氧气在高温下发生氧化反应生成氧化铝：
[0123]
4al(s)+3o2(g)
→
2al2o3(s)
[0124]
氢氧化钙在高温下发生分解反应生成氧化钙与水：
[0125]
ca(oh)2→
cao+h2o
[0126]
氧化钙和氧化铝在高温焙烧下发生化合反应生成铝酸钙：
[0127]
cao(s)+al2o3(s)
→
ca(alo2)2[0128]
氮化铝在高温煅烧的情况下向氧化铝转化，化学反应：
[0129]
4aln+3o2→
a12o3+2n2[0130]
(七)配比
[0131]
原料配比方案如下：
[0132]
①
大修渣40％、炭渣50％、氧化钙10％；
[0133]
②
硅渣30％、铝灰60％、氧化钙10％；
[0134]
③
铝灰90％、氧化钙10％。
[0135]
实施例1
[0136]
将90g粒径为5～30μm的铝灰(氧化铝含量为72％)与10g氧化钙均化，加入2.8g氯化镁与1～3g醋酸的混合溶液并搅拌，压球成型制得5cm铝渣球，经2h干燥、废气回收后，进行强度测试2次，得到初产物；常温干燥室温度15～25℃。将处理后的初产物进行焙烧，焙烧的温度为1280℃，时间为3h，冷却后得到73.5g复合材料，即回收率达到90％以上。
[0137]
实施例2
[0138]
将60g粒径为5～30μm的铝渣、30g粒径为5～30μm的硅渣与10g氧化钙均化，加入2.8g氯化镁与1～3g醋酸的混合溶液并搅拌，压球成型制得5cm铝渣球，经2h干燥、废气回收后，进行强度测试2次，得到初产物；常温干燥室温度15～25℃。将处理后的初产物进行焙烧，焙烧的温度为1280℃，时间为3h，冷却后得到70.4g复合材料，即回收率达到90％以上。
[0139]
实施例3
[0140]
将50g粒径为5～30μm的炭渣、40g粒径为5～30μm的硅渣与10g氧化钙均化，加入2.8g氯化镁与1～3g醋酸的混合溶液并搅拌，压球成型制得5cm铝渣球，经2h干燥、废气回收后，进行强度测试2次，得到初产物；常温干燥室温度15～25℃。将处理后的初产物进行焙烧，焙烧的温度为1280℃，时间为3h，冷却后得到68.9g复合材料，即回收率达到90％以上。
[0141]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法包括：将铝灰渣进行筛选、粉碎处理，与氧化钙按一定比例配料、混匀；加入一定比例的添加剂混合搅拌，经压球成型、废气回收得到初产物，通过熔炼装置焙烧冷却后得到铝灰渣清洁利用复合材料。2.如权利要求1所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法包括以下步骤：步骤一，铝灰渣筛选处理，大块状颗粒使用粉碎机粉碎，得到铝灰细颗粒；步骤二，铝灰细颗粒与氧化钙进行配料、混合均匀制得混匀料；步骤三，向混匀料中加入添加剂搅拌制得混合料；步骤四，混合料经压球成型制得预设粒度的铝渣球；步骤五，将铝渣球置于常温循环干燥室，经废气处理系统后得到初产物；步骤六，将初产物置于熔炼装置中进行焙烧，冷却后得到复合材料。3.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤一中的铝灰渣为原生铝灰渣、二次铝灰渣、硅渣、或电解铝生产过程产生的大修渣、炭渣中的任意一种或多种；铝灰细颗粒粒径为1～50μm。4.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤二中的氧化钙含量达90％以上时亦可用电石渣替代。5.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤四中的铝渣球直径为2～6cm，干燥时间1～3h，强度测试2次。6.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤五中的常温循环干燥室温度控制在15～25℃，初产物用于炼钢脱氧剂；步骤六中的复合材料用于精炼剂、造渣剂和调渣剂。7.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤五中的废气处理系统中的配液罐初始配制优选质量份20～30％氯化镁、10～30％醋酸溶液；废气处理系统中的喷淋式除氨吸收罐循环喷淋一段时间，经调配后作为原料添加剂。8.如权利要求2所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法，其特征在于，步骤六中的焙烧温度为1200～1400℃，焙烧时间为1～3h；熔炼装置选自电弧炉、中频炉、电阻炉、等离子体炉或燃气炉中的任意一种。9.一种实施如权利要求1～8任意一项所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法制备得到的铝灰渣清洁利用复合材料，其特征在于，铝灰渣清洁利用复合材料按照质量百分比计，由铝灰渣85～95wt
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％、氧化钙8～12wt
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％和添加剂组成；其中，添加剂为铝灰渣与氧化钙总重量的8～14％。10.一种实施如权利要求1～8任意一项所述的铝灰渣清洁利用复合材料的制备方法的废气处理系统，其特征在于，废气处理系统包括气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路、配液罐、醋酸罐和调节罐；其中，常温循环干燥室与废气处理系统相连，构成空气内循环路径；气体感应装置(风机)、喷淋式除氨吸收罐、通风管回路依次连接，醋酸罐出液口与配液罐入液口连接，喷淋式除氨吸收罐出/入液口与配液罐入/出液口连接，配液罐出液口与调节罐入液口连接。

技术总结
本发明属于铝灰回收利用技术领域，公开了一种铝灰渣清洁利用复合材料及其制备方法，将铝灰渣进行筛选、粉碎处理，与氧化钙按一定比例配料、混匀；加入一定比例的添加剂混合搅拌，经压球成型、废气回收得到初产物，通过熔炼装置焙烧冷却后得到铝灰渣清洁利用复合材料。本发明实现了铝灰渣中氮化铝、氟化物等组分的无害化处理，所得复合材料能用于冶炼工业中除杂、脱氧添加剂。同时，本发明还实现了废气回收利用，形成闭环式、无污染运行，有效解决了电解铝大规模生产企业产出的铝灰，除去二次铝灰中氮化铝、重金属等危害物质，解决了处理铝灰渣时造成的环境污染等问题，为铝行业产生的铝灰渣危废的无害化处理和清洁化利用创造了一条新的途径。新的途径。新的途径。


技术研发人员：周彬 王洪滨
受保护的技术使用者：新疆中环节能技术设计研究有限公司
技术研发日：2023.03.13
技术公布日：2023/7/21