本發(fā)明涉及工業(yè)固廢資源化處理，尤其涉及一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法。
背景技術：
1、鋁灰是鋁工業(yè)生產過程中產生的廢棄物，根據(jù)處理處置程度不同將鋁灰分為一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰主要為電解鋁工段和再生鋁熔融工段中直接產出的鋁灰，體現(xiàn)為熔融工段直接排出的鋁渣和電解氧化鋁工段產生的浮渣，未提取金屬鋁，主要成分為金屬鋁、氟化鹽(如na3alf6、naf)、氧化鋁(al2o3)和氮化鋁(aln)等物質，有較高的金屬鋁回收利用價值。二次鋁灰為一次鋁灰熔融提取金屬鋁后的廢棄物或鋁精煉過程產生的含鋁廢渣，所含金屬鋁含量相比一次鋁灰顯著降低，總鋁含量按氧化鋁計一般在65％左右。
2、二次鋁灰來源很廣，成分復雜,主要包括氧化鋁(al2o3，占40～75wt％)、具有高反應性的氮化鋁(aln)和碳化鋁(al4c3)、氟化鹽(如na3alf6、naf)、氯化鹽(如nacl、kcl)、重金屬(如cr、mn)和殘留的金屬鋁(含量較低，通常＜5wt％)。二次鋁灰中各化學組成成分會對環(huán)境和人體健康造成危害。二次鋁灰遇水或潮濕空氣，所含氮化鋁極易發(fā)生水解反應，生成刺激性氣味的氨氣(nh3)，對空氣造成污染；所含金屬鋁遇水反應生成氫氣(h2)，碳化鋁遇水反應生成甲烷(ch4)，氫氣和甲烷均具有燃燒爆炸的風險。二次鋁灰中含有的堿金屬氧化物、氟化物和氯化物在長期堆積下將污染土壤和地下水，嚴重影響生態(tài)環(huán)境及人民健康安全。因具有明顯的毒性(t)和反應性(r)，被列入了危廢名錄中。
3、經過大量的探索和研究，目前關于二次鋁灰的處理方法主要有火法處理、濕法處理兩類較成熟的工藝路線。
4、火法處理的核心是通過焙燒反應將aln轉化成n2和al2o3。然而，目前的火法處理普遍存在能耗高、生產環(huán)境差、煙氣處理相對困難等問題，且火法處理過程中，氟化物易粘結成團并腐蝕燃燒爐，產生的氟化物氣體和氮氧化物氣體需要采用scnr或其他工藝的凈化系統(tǒng)進行凈化，凈化成本高且凈化效果有待驗證。此外，火法不能處理高硅高鎂高鐵的鋁灰，鋁灰中殘留的可溶性鹽類會對對水泥和鋼筋結構造成腐蝕。而少數(shù)低溫火法處理工藝則存在裝置溫度維持較低，導致脫氮率不夠完全，難以脫除二次鋁灰中的氟氯等問題。
5、濕法處理采用水、酸、堿溶液作為溶劑，通過濕法水解和浸出去除二次鋁灰中的反應性，通過水解反應將鋁灰中的aln、al等活性組分通過反應生產氨氣、氫氣等氣體。浸出的鹽分通過提純、結晶調配成鋁用精煉劑，脫水濾餅經烘干后得到惰性高鋁料。然而，濕法處理過程中，活性組分的水解時間較長，產生的氨氣吸收率不高易泄露，而產物制成銨鹽成本過高，尾氣不易達標排放。整個處理流程中容易產生氫氣和甲烷等易燃易爆氣體，存在安全隱患，且整套工藝流程較長，設備投資較大且容易腐蝕使用壽命短。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提出一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，利用現(xiàn)有的陶瓷生產系統(tǒng)對二次鋁灰進行處理，并將處理產物運用至陶瓷生產過程中，一方面能夠實現(xiàn)二次鋁灰的處理與資源化利用，另一方面則能有效降低陶瓷生產的能源消耗和原料成本，克服現(xiàn)有技術中的不足之處。
2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術方案：
3、一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，包括以下步驟：
4、a、利用破碎機將二次鋁灰破碎成細度＜100mm的鋁灰顆粒；
5、b、利用球磨機將鋁灰顆粒干磨成細度＜100目的鋁灰粉；
6、c、將鋁灰粉、生石灰和水投入密閉容器中進行水解反應，收集反應過程中產生的氣體產物；
7、d、水解反應結束后，將密閉容器中水解反應生成的底部沉淀物抽至中轉池，依次進行均化、過篩、除鐵和壓濾，獲得濾餅；將濾餅投入回轉爐，在700～1100℃的溫度下煅燒得到高鋁原料，且所述高鋁原料的化學成分包括al2o3和caf2，所述高鋁原料中的al2o3含量≥75wt％，所述高鋁原料用于陶瓷原料。
8、優(yōu)選的，步驟c中，所述鋁灰粉、生石灰和水的質量比為100：(2～10)：(150～200)。
9、優(yōu)選的，步驟c中，所述水解反應包括第一階段和第二階段；
10、第一階段，對所述密閉容器內的反應物進行攪拌，且所述攪拌速度為25～60轉/分鐘，攪拌時間為10～30分鐘；
11、第二階段，所述密閉容器內的反應物進行靜置反應，且所述靜置反應的時間為5～8小時。
12、優(yōu)選的，步驟d中，所述過篩的篩網(wǎng)為80～100目，所述濾餅的含水量＜40wt％。
13、優(yōu)選的，步驟d還包括：
14、水解反應結束后，將密閉容器中水解反應生成的上部澄清液抽至結晶池進行結晶。
15、優(yōu)選的，所述結晶包括以下步驟：
16、將上部澄清液的溫度降至10～25℃后投入離心機，離心分離后得到kcl濕餅和nacl母液，所述kcl濕餅用于制備鉀肥，所述nacl母液用于制備工業(yè)鹽。
17、優(yōu)選的，步驟c還包括：
18、將氣體產物通入脫硫塔進行脫硫反應，收集脫硫反應后生成的硫酸銨，所述硫酸銨用于制備氮肥。
19、優(yōu)選的，步驟b的具體方法為：
20、將鋁灰顆粒和高鋁球旦投入單段球磨機進行干磨，過篩后獲得細度＜100目的鋁灰粉；
21、其中，所述高鋁球旦的al2o3含量為92wt％，直徑為40～80mm。
22、優(yōu)選的，步驟b的具體方法為：
23、將鋁灰顆粒投入連續(xù)式球磨機進行干磨，過篩后獲得細度＜100目的鋁灰粉；
24、其中，所述連續(xù)式球磨機至少包括兩段相互連通的研磨罐，且所述研磨罐的研磨介質是al2o3含量為92wt％的高鋁球旦。
25、優(yōu)選的，所述連續(xù)式球磨機包括沿下料方向依次相連的第一段研磨罐、第二段研磨罐和第三段研磨罐；
26、所述第一段研磨罐中，高鋁球旦的直徑≥80mm；
27、所述第二段研磨罐中，高鋁球旦的直徑≥60mm；
28、所述第三段研磨罐中，高鋁球旦的直徑≥40mm。
29、本發(fā)明提供的技術方案可以包括以下有益效果：
30、本方案提出的基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，利用現(xiàn)有的陶瓷生產系統(tǒng)對二次鋁灰進行處理，并將處理產物運用至陶瓷生產過程中，一方面能夠實現(xiàn)二次鋁灰的處理與資源化利用，另一方面則能有效降低陶瓷生產的能源消耗和原料成本。
1.一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟c中，所述鋁灰粉、生石灰和水的質量比為100：(2～10)：(150～200)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟c中，所述水解反應包括第一階段和第二階段；
4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟d中，所述過篩的篩網(wǎng)為80～100目，所述濾餅的含水量＜40wt％。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟d還包括：
6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，所述結晶包括以下步驟：
7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟c還包括：
8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟b的具體方法為：
9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，步驟b的具體方法為：
10.根據(jù)權利要求9所述的一種基于陶瓷生產系統(tǒng)的二次鋁灰處理與資源化利用方法，其特征在于，所述連續(xù)式球磨機包括沿下料方向依次相連的第一段研磨罐、第二段研磨罐和第三段研磨罐；