塩素、フッ素、ナトリウム、カリウム、どれも多すぎることはありません。「コンビネーションパンチ」を使用してアルミニウム灰から不純物を除去するにはどうすればよいですか?

アルミニウム灰中の不純物は、ほとんどの人が想像しているよりも複雑です。アルミニウム灰の成分には、酸化アルミニウムの他に、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の塩素塩、フッ化物、窒化アルミニウム等が含まれる。そのうち、金属アルミニウムが約10％、アルミナが35～65％、シリコン・マグネシウム・鉄酸化物が5～15％、カリウム・ナトリウム・カルシウム・マグネシウム・クロリドと少量のフッ化物が10～30％を占めます。

これらの不純物が除去されない場合、耐火材料の高温性能に重大な影響を及ぼします。

不純物の高温による危険性

1. 塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩は、高温条件下では揮発します。 2. 揮発プロセスにより材料の緻密な構造が破壊され、それによって気孔率が増加します。 3. 塩素塩が蒸発した後に残る細孔が材料の弱点となります。 4. フッ化物はアルミナと反応して、低融点のフルオロアルミン酸塩を形成します。 5. これにより、材料の耐火性が低下します。 6. アルカリ金属酸化物、具体的には Na2O および K2O はアルミナと反応して低融点相を形成します。 7. 液相は1100～1200℃の範囲で生成可能です。 8. これにより、材料の耐火温度が大幅に低下します。

これは、アルミニウム二次不純物であるアルミニウム灰分を除去する際に「どの種類を除去するか」という問題ではなく、「すべて除去する必要がある」ということです。塩素、フッ素、ナトリウム、カリウムは、それぞれの種類の安全線以下に削減する必要があります。

複合プロセス: 湿式法 + 火炎法の相乗効果

これらの不純物を除去するには、「2回の粉砕と2回のふるい分け」、「アルミニウムを抽出するためのフライアッシュ」、さらに「フッ化物固定を相乗させるための高温接触脱窒」、その後の「塩素を除去するための水洗」、そして最後にアルミニウム灰中の有価元素を効率的に回収するための「結晶化回収塩」の統合処理技術を含むプロセスの組み合わせが必要です。

具体的には、2 つのミルと 2 つのスクリーンを使用して材料を分類し、フライ灰を使用してアルミニウムを抽出して金属アルミニウムを回収し、高温接触脱窒して窒化アルミニウムを窒素またはアンモニア（リサイクル可能）に変換し、水洗して塩素を除去して可溶性塩素塩を溶解して除去し、結晶化して塩を回収して資源利用を実現します。湿式不活性脱塩は、フッ素固定、石灰化焙焼、および高度脱窒を同時に実行します。ナトリウム、カリウム、塩素の除去率は98%以上、窒素除去率は99.5%以上です。窒素は主に窒素に変換されて排出されます。

「ミネラル化焙煎 – 酸解毒 – アルカリ制御」の共同プロセスは、中国科学院プロセス工学研究所によって開発されました。これは、アルミニウム電解灰中の不純物の方向性分離と深部除去の問題を解決し、アルミニウム電解灰中の貴重な成分を段階的に回収し、フッ化カルシウムと塩化物塩の複合フラックスを同時生成します。 「アルミニウム灰脱窒・フッ化固定」技術は鄭州大学によって開発された。アルミニウム灰 1 トンあたり、アンモニア約 8kg、可溶性フッ化物約 17.7kg、塩化ナトリウム約 100kg の排出を削減できます。

Green Vein環境保護の技術実践

Hunan Green Vein Environmental Protection Technology は、アルミニウム灰除去の分野で完全な技術ソリューションを構築しました。同社は、アルミニウム灰を無害に徹底的に脱アミノ化および精製するための完全な装置セットを開発しました。接触脱アミノシステム、アンモニア回収システム、固液分離システムなどをモジュール化して統合し、アルミニウム灰中のアルミニウム、フッ素、窒素、塩素などの分離・精製を実現しました。同社は、特定のアルミニウム塩、鉄塩、カルシウム塩およびその他の薬剤を使用して、二次アルミニウム灰と混合および反応させます。反応条件を制御することにより、アルミニウム二次灰中のAlNとF-を化学反応させ、アルミニウム二次灰の反応性や浸出毒性を除去し、高付加価値の高アルミニウム製品を採取します。

同社では、アルミ灰を再生して得られる水酸化アルミニウム、アルミ灰からアルミを精製する機械、アルミ灰の環境保護機能を重視した機械、フッ素固定機能を備えた機械など、独自の研究開発により製造した設備を取り揃えています。アルミ灰の処理中、アンモニアなどのガスは密閉方式で回収され、漏洩の危険がなく、製造環境の安全性が確保されています。

アルミニウム灰のリサイクルは不純物の除去が必須

アルミニウム灰は耐火物を作るために使用されます。不純物が基準を満たしていることが前提となります。塩素、フッ素、ナトリウム、カリウムが多すぎてはなりません。複合的な不純物除去プロセスの成熟により、この「できる」問題が「方法」問題に変わりつつあります。