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铝灰分离提取及循环利用研究

基于资源紧缺,环境污染和经济发展的考虑,资源的再生和利用日益被重视.金属铝的生产和加工过程中会产生铝灰,其含有大量的金属铝,而铝能被多次回收和利用,每次回收所消耗的能量仅为原铝生产的5%.但我国再生铝工业存在着铝回收率较低,二次铝灰不加以利用等缺陷,造成了铝资源的浪费及环境的污染. 新型的铝灰分离剂,显著提高了铝的回收率.二次铝灰通过碱液浸出的方式进行处理,基本满足了返回铝电解循环利用的要求.主要实验内容及研究成果包括以下四个方面: (1)确定了铝灰的基本性质,并通过球磨,筛分,得到不同粒级的铝灰.测定不同粒级铝灰中金属铝的含量,研究了不同粒级铝灰中金属铝分布的变化.研究发现,粒级大于0.9 mm铝灰中金属铝约占金属铝总量的72%;粒度小于0.15 mm的铝灰中金属铝的比重约为12%. (2)研究开发了一种新型铝灰分离剂的配方.考察了分离剂加入量度,Na3AlF6,Al2O3及不同添加剂等对铝回收率的影响.确定了铝灰分离剂的配方

铝灰性质

铝灰成分因产生环节及工艺的不同,具有较明显的差异,主要物相为氧化铝?金属铝?镁铝尖晶石?方镁石?石英?氮化铝?及盐溶剂等?铝灰堆积密度0.828~1.118g/cm3,表观密度2.396~2.528 g/cm3,浸出液pH 为9.03~10.14[5],ABDULKADIR等利用JMatPro计算了铝灰的热导系数及比热容。铝灰热导系数和比热容与温度均呈现较好的线性关系,但在624K时发生突变,这是因为在该温度下铝灰发生了相变?

铝灰回收氧化铝的方法主要有酸法?碱熔炼法?碱浸法等,其优缺点如表2所示?DAS[15]利用硫酸浸出法从铝灰中回收η-Al2O3,先通过水洗除去铝灰中的可溶盐,再用硫酸浸出获得硫酸铝溶液,将其与氨水反应,经煅烧制备出η-Al2O3,该工艺中铝的回收率达到84%?MOSTAFA[16]采用盐酸浸出法制备纳米级高纯氧化铝γ-Al2O3,在盐酸浓度5mol/L,反应温度85 ℃下浸出2h,制备出粒径为15.90nm的氧化铝,产品纯度在98%以上;研究还发现铝灰在盐酸中的溶解受层扩散控制,反应活化能为10.49kJ/mol?