铝及铝合金熔渣的酸浸与高温煅烧研究

发布时间：2020-06-06 07:19

【摘要】：铝及铝合金熔渣也称铝灰,是一种产量大、污染严重的工业固体废弃物,其铝含量可达8~80%。铝灰的大量填埋、厂区堆放不仅造成了铝资源浪费还带来环境污染问题。本论文以铝灰为研究对象,首先对铝灰进行水洗预处理,然后分别采用硫酸浸出、高温煅烧处理水洗铝灰。采用ICP、X射线衍射(XRD)、X荧光光谱(XRF)等方法进行分析研究。研究结果如下:(1)水洗铝灰可以去除铝灰中的可溶性钠盐及部分杂质,随着水洗时间的增加,溶液的PH值呈阶梯型增大,水洗达到一定时间后溶液的PH值趋于稳定;100°C下水解6 h后,AlN发生大量水解并生成稳定的Al(OH)3,AlN的含量明显减少,而Al4C3则完全水解;水洗过程中铝灰中的Al2O3水化增重量很小,有微量金属铝水解,由于铝灰中Al2O3的少量水化增重及Al(OH)3的生成使得铝灰的质量略增。(2)硫酸浸出铝灰过程中,温度越高、浸出时间越长铝的浸出率越高,但随着温度和浸出时间的增加铝的浸出率趋于稳定;随着硫酸浓度的增加,浸出液中的水含量减少,硫酸铝达到饱和阻碍了反应的进行,使铝的浸出率反而有所下降,因此硫酸浓度不宜过高;硫酸浸出铝灰的最佳浸出条件是浓度为15%的H2SO4在90°C浸出铝灰5 h,铝的浸出率可达90.2%。(3)酸浸液与硫酸铵混合,搅拌调节PH到1~3时生成硫酸铝铵晶体,硫酸铝铵晶体经除杂、煅烧过程制备得氧化铝,其氧化铝含量为93.82%,白度值为84.6,比表面为39.79 m2/g。(4)高温煅烧铝灰可以去除铝灰中大部分杂质(如Na,Si,Fe),随着煅烧温度的升高,煅烧时间的增大,氧化铝的白度值及含量增加,当煅烧温度与时间达到一定值后氧化铝的白度值及含量趋于稳定,且煅烧时间对煅烧工艺的影响较小。(5)高温煅烧水洗铝灰制备氧化铝的最佳工艺条件为:1400°C,煅烧4 h,所得氧化铝含量可达95.75%,其白度值为85.2,比表面为38.98 m2/g。(6)硫酸浸出铝灰环境污染较大、成本较高,回收工艺复杂,浸出液仍需做进一步处理,且铝回收率相对较低;与硫酸浸出工艺相比高温煅烧操作工艺简便,铝回收率较高,且较经济环保,是一种简便、经济、环保制备氧化铝的方法。
【图文】：

铝灰,容器

一次铝灰二次铝灰图 1-1 铝灰的种类[28]Fig. 1-1 species of aluminum dross灰的基本物理性质1）松装密度装密度是粉体自然地填满特定容器后的密度，单位是 g/cm3[29]。用粉体综合测试仪测定铝灰粉体松装密度的基本操作如下：装设备：将减振器、接料盘、通用松装密度垫杯、100 ml 密度容器安装好。前取出要测量的铝灰样品，关闭测试仪前门，定时为 4 min，开振动筛盖、源，将铝灰样品缓缓加入，，样品由筛网、出料口落入密度容器中。铝灰试样填满容器并溢出后不再加入试样，停止振动，将密度容器中过量的除，将外面余留的铝灰扫除干净，称量容器和铝灰试样的总重。

示意图,示意图,生产过程

改良的MRM法生产过程示意图
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X758;TQ133.1

【参考文献】