本發(fā)明涉及一種用廢鋁灰制備鋁酸鈉的方法，也是一種鋁灰的無害化和資源化處理方法，屬廢渣處理環(huán)境保護技術領域。
背景技術：
鋁灰中含有過氧化鋅等有害物質，屬于危險廢物，產(chǎn)生鋁渣的企業(yè)主要是黑色金 屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。以前鋁渣處理主要采用土法手工 冶煉的方法提取金屬鋁，剩下90％的鋁灰送至其他企業(yè)做凈化劑的原料或就地填埋。 由于鋁灰中含有大量的有害物質，不合理的回收利用或處理，都將給環(huán)境造成嚴重的 二次污染。目前，上海在鋁渣處理方面有了新的發(fā)展，上海新格有色金屬有限公司出 資1500萬元建成了年處理8噸以上的鋁渣處理系統(tǒng)，系統(tǒng)安裝完成后，可將上海地 區(qū)的鋁渣統(tǒng)一回收，統(tǒng)一處理，這樣將大大提高處理能力且減少了二次污染。但是， 鋁渣經(jīng)磁選、球磨、篩分后，每年還會產(chǎn)生近1萬噸的粒度在100目以下的鋁灰，如 何對鋁灰進一步安全地、合理地加以處理以及與環(huán)境友好地進行資源化利用，這將成 為迫切需要解決的問題。
目前國內(nèi)外處理鋁灰的方法主要是化學處理法和物理處理法。
化學處理法主要是用鹽酸或者硫酸處理鋁灰，使其中的鋁溶出，然后加入有機添 加劑進行聚合反應，制成聚合氯化鋁或聚合硫酸鋁。聚合硫酸鋁是水處理領域中常用 的絮凝劑。
物理處理法是將鋁灰與其他材料一起制成建筑或耐火用磚。在制成瓷磚或耐火磚 的過程中往往需要高溫燒結，由于鋁灰中成分復雜，所以制成的瓷磚或耐火磚往往產(chǎn) 生大量氣孔，其理化性能指標很難達到使用要求。鋁灰另外一個利用途徑是經(jīng)過預處 理后，再經(jīng)高溫灼燒，制成α-氧化鋁，并可進一步添加配料后燒制成微孔陶瓷濾料。 但是該法由于工藝復雜、設備投資甚高，不太適用。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的之一是提供一種對廢鋁灰的無害化和資源化處理的方法。本發(fā)明的目的之二是提供一種用廢鋁灰制備鋁酸鈉的方法。
本發(fā)明是一種用廢鋁灰制備鋁酸鈉的方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步 驟：
(a)除氨處理：在廢鋁灰中加入適量稀鹽酸，保持其pH值為5～7；加熱至80～ 100℃并保持沸騰2～3小時，使鋁灰中的氮化物完全轉化成氨氣被去除，氨 氣回收；
(b)脫水處理：除氨后的鋁灰進行脫水至含水＜5％；
(c)堿化處理：在脫水后的鋁灰中加入NaOH，并攪拌；
(d)浸出：在上述經(jīng)堿化處理的鋁灰中加入適量的水，并加溫浸出鋁酸鈉粗溶液； 浸出溫度為65～100℃，浸出時間為1～2小時；
(e)精制：將浸出的鋁酸鈉粗溶液進行壓濾，并用活性炭吸附除去雜質，得到鋁 酸鈉精制液；
(f)制備穩(wěn)定飽和溶液：取用10％濃度的NaOH來調(diào)節(jié)鋁酸鈉溶液中的Na2O與 Al2O3的分子比(在線儀器測定)，使其達到1.2～1.6；獲得穩(wěn)定的鋁酸鈉飽 和溶液；并加入穩(wěn)定劑，其加入量為上述飽和鋁酸鈉溶液重量的3‰～8‰；
(g)析晶：將上述飽和鋁酸鈉溶液加熱至130～150℃，脫去水分，得到無水鋁酸 鈉晶體，產(chǎn)品轉化率為75％～85％。
本發(fā)明所用的廢鋁灰的化學成分為：(wt％)
Al2O3 60～67％
SiO2 10～14％
MgO 10～14％
Fe2O3 2～5％
CaO 2～4％
ZnO 0.3～0.4％
Cl 3～4％
N 0.5～1.0％
本發(fā)明方法的特點和優(yōu)點如下：
(1)本發(fā)明工藝簡單，生產(chǎn)成本低；通過本發(fā)明方法，可將工業(yè)廢棄物鋁灰變廢為 寶，將污染環(huán)境的工業(yè)垃圾變?yōu)橛杏玫脑牧?，實現(xiàn)了廢鋁灰的無害化和資源 化處理。
(2)目前鋁酸鈉一般都是采用氫氧化鋁堿解法制備，該法生產(chǎn)成本較高，故本發(fā)明方 法也可作為一種輔助方法來制備鋁酸鈉。
(3)本發(fā)明方法中，通過添加穩(wěn)定劑三乙醇胺，使鋁酸鈉飽和和溶液的長期儲存性能 大大提高。
(4)鋁酸鈉作為一種重要的無機化工產(chǎn)品，廣泛用于水的凈化、玻璃和陶瓷蝕刻用的 堿洗滌溶液抑制劑、造紙工業(yè)作填充劑、鋼表面處理保護劑等等。
具體實施方式
現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
實施例1
本發(fā)明方法的具體工藝步驟如下：
(1)除氨處理：將30克鋁灰放于反應釜內(nèi)，加入濃度為0.01N的稀鹽酸100ml，加 熱至80℃，并保持沸騰2小時，使鋁灰中的氮化物完全轉化成氨氣被去除，氨氣回收；
(2)脫水處理：除氨后的鋁灰進行脫水至含水＜5％；
(3)堿化處理：在脫水后的鋁灰中加入10克NaOH，并進行攪拌；
(4)浸出：在上述經(jīng)堿化處理的鋁灰中，加入100ml去離子水，并加溫浸出鋁酸鈉粗 溶液；浸出溫度為80℃，浸出時間為2小時；
(5)精制：將浸出的鋁酸鈉粗溶液進行壓濾，并用活性炭吸附除去雜質，得到鋁酸鈉 精制液；
(6)制備穩(wěn)定飽和溶液：取用10％濃度的NaOH來調(diào)節(jié)鋁酸鈉溶液中的Na2O與Al2O3的分子比，使其達到1.5；獲得穩(wěn)定的鋁酸鈉飽和溶液；并加入穩(wěn)定劑三乙醇胺， 其加入量為上述飽和鋁酸鈉溶液重量的5‰
(7)析晶：將上述飽和鋁酸鈉溶液加熱至130℃，脫去水分，得到無水鋁酸鈉晶體24.5g。
本實施例中所用的廢鋁灰的化學成分為：(wt％)
Al2O3 61.8％
SiO2 10.5％
MgO 10.7％
Fe2O3 2.2％
CaO 2.4％
ZnO 0.38％
Cl 3.7％
N 0.6％
灼燒損失 7.72％
經(jīng)XRD分析，堿處理后所余殘渣為鎂硅氧化物和鈣鎂硅氧化物，以及極少部分 沒有溶解的氧化鋁，這些成分的殘渣不會對環(huán)境造成任何污染，而且可以直接用于建筑材料的制備。