本发明属于化合物除杂和工业废物回收利用技术领域，特别是涉及一种铝灰渣除杂的方法。

  我国是世界上金属铝产量最大的国家，仅2015年原铝产量就达到3141万吨。一般每生产一吨铝要产生30～50Kg铝灰渣，其主要成分为金属(Al、Fe、Ca、Mg等)、氧化铝、二氧化硅、氮化物、碳化物等，其中含量最多的铝和氧化铝可达10～80％。随着我们国家金属铝及铝合金的生产规模逐步扩大，铝灰渣的产生量也出现急剧增长的趋势。铝灰中含有氮化物、碳化物及氟化物等，属于有毒有害于人体健康的物质，被国家环保部列为《国家危险废物名录》，目前的直接填埋法对环境能够造成巨大危害。因此，寻找铝灰渣除杂的经济有效方法，实现铝二次资源的有效循环利用对铝工业的可持续发展和环境保护有着重要的意义。

  铝灰渣二次利用主要是提取制备氧化铝，前期的除杂工艺直接影响所获氧化铝的纯度。因此，除杂过程是利用铝灰渣制备高纯度氧化铝的关键工艺。目前，国内外铝灰渣的除杂、回收处理工艺大多分布在在以下几方面：水洗、酸洗法除杂，浮选法除杂，酸浸、焙烧法除杂，回收金属铝和氧化铝，生产硫酸铝，制备新型环境材料、耐火材料等。

  中国发明专利(CN103555955A)公开了一种铝灰的资源化利用方法，在该发明中以铝灰为原料，经过研磨筛分等工艺回收金属铝，而后分别采取了水洗、加压碱浸、常压酸浸等工艺技术，得到富氧化铝的铝灰。该工艺中铝灰经过水洗、碱浸、酸浸等步骤会造成铝大量损失，造成铝的回收率降低；并且形成的水洗液、碱洗废液、酸洗废液中含有铝，直接排放，会对环境能够造成污染。中国发明专利(CN1673084A)公开了一种用废铝灰生产氧化铝的方法，该发明将铝灰渣筛选后进行磁选除铁并脱水处理，在脱水后的铝灰中加入Na2CO3溶液，得到铝灰浆料，然后在1100～1200℃烧结后冷却并用水溶出得到铝酸钠粗溶液，再通过加温、压滤获得精铝酸钠溶液，最后通入CO2析晶得到氢氧化铝并煅烧得到氧化铝。该工艺中将铝灰渣与Na2CO3溶液混合高温焙烧，对设备的防腐蚀性要求很高，工艺也过于繁琐。中国发明专利(CN103058239A)公开了一种从粉煤灰中提取氧化铝和白炭黑的方法，在该发明中采用氢氧化钠浸提非晶态二氧化硅、碳酸化分离硅酸、硅酸钠回收、残渣烧结、盐酸浸提氧化铝和分离硅酸等步骤，实现了从粉煤灰中高效提取氧化铝和二氧化硅用来生产白炭黑和氧化铝。同样，该工艺对设备的防腐蚀性要求很高，且其工艺关键为实现氧化铝和二氧化硅的分离回收。

  综上，随着我们国家社会经济的发展，铝生产规模逐步扩大，产生的铝灰渣慢慢的变多，由于铝灰渣中铝含量可观且铝灰渣属于有毒有害于人体健康的物质，直接废弃，将会破坏环境，而除杂工艺可使铝灰渣变废为宝，因此研究铝灰渣除杂的工艺具有很大的经济意义和社会意义。

  本发明针对铝灰渣除杂时存在污染大、物耗能耗高、杂质含量高等问题，提出了一种铝灰渣除杂的方法。

  将铝灰渣研磨筛分、水洗后进行焙烧得到焙烧粉料，接着用NaOH溶液碱溶焙烧粉料，得到铝碱溶液；然后在铝碱溶液中加入稀盐酸直至溶液中沉淀量不再发生明显的变化，再进行固液分离获得AlCl3滤液；最后在AlCl3滤液中通入氨水，过滤得到氢氧化铝沉淀，最终实现铝灰渣除杂的目的。

  (1)将铝灰渣研磨筛分、水洗后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；此步骤(1)利用机械-化学复合法活化铝灰渣并除去铝灰渣中的Na、K、Cl、F、Si等杂质；

  (2)碱溶：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热条件下搅拌一段时间后，进行固液分离，除去含有Fe、Mg、Ca、Cu等沉淀的滤渣A，得到铝碱溶液；

  (3)在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，接着进行固液分离除去含有硅酸沉淀的滤渣B，得到AlCl3滤液；

  (4)在AlCl3滤液中，加入氨水调节pH值，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀。

  进一步地，所述步骤(1)中，研磨筛分粒度大小为20～100目；水洗时间能为1～8h，优选为3～7h；水洗温度能为25～120℃，优选为80～110℃；焙烧温度为500～1000℃，优选为650～900℃；焙烧时间为1～6h，优选为1～4h。

  进一步地，所述步骤(2)中，所用的NaOH溶液浓度为20～40wt％(质量分数)；液固质量比(NaOH溶液:焙烧粉料)为3:1～12:1，优选为4:1～10:1；碱溶温度(即加热温度)为100～300℃，优选为150～300℃；碱溶时间(即搅拌时间)为2～4h。

  进一步地，所述步骤(3)中，稀盐酸先与铝碱溶液中的NaAlO2、Na2SiO3反应生成氢氧化铝沉淀和硅酸沉淀，然后过量的稀盐酸再将氢氧化铝沉淀全部溶解，滤渣B为硅酸沉淀，稀盐酸的浓度优选为15～30wt％。

  进一步地，所述步骤(4)中，加入氨水调节溶液的pH值为8～9，静置时间为0.5～2h，氨水的浓度优选为20～30wt％。

  (1)对铝灰渣除杂效率高：通过进行高温焙烧预处理，再加入NaOH溶液碱溶等工艺能更加有效的除去铝灰渣中的氟盐、金属氧化物、氧化硅等杂质，有利于回收得到高纯度氧化铝。(2)可操作性强：原料成本低且易得，步骤简明，环保无污染，对设备的防腐蚀性要求低，适合于工业化生产。

  为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

  本发明中铝灰渣除杂流程如图1所示，将铝灰渣研磨筛分、水洗后进行焙烧得到焙烧粉料，接着用NaOH溶液碱溶焙烧粉料，得到铝碱溶液和滤渣A；然后在铝碱溶液中加入稀盐酸直至溶液中沉淀量不再发生明显的变化，再进行固液分离获得滤渣B和AlCl3滤液(滤液主要含有AlCl3)。最后在AlCl3滤液中通入氨水，过滤得到氢氧化铝沉淀，最终实现铝灰渣除杂的目的。具体过程参见实施例，其中，铝灰渣为电解铝或铸造铝生产的基本工艺中产生的熔渣经冷却后的产物。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为20目；水洗条件为：水洗温度80℃，水洗时间7h；焙烧条件为：焙烧时间4h，焙烧温度650℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度40wt％，液固质量比4:1，碱溶时间4h，碱溶温度150℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度30wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至9，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度28wt％，静置时间2h。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为20目；水洗条件为：水洗温度90℃，水洗时间6h；焙烧条件为：焙烧时间3.5h，焙烧温度700℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度40wt％，液固质量比5:1，碱溶时间4h，碱溶温度180℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度25wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至9，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度26wt％，静置时间1.5h。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为60目；水洗条件为：水洗温度100℃，水洗时间6h；焙烧条件为：焙烧时间3h，焙烧温度750℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度35wt％，液固质量比6:1，碱溶时间3.5h，碱溶温度210℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度25wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至8.5，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度25wt％，静置时间1.5h。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为60目；水洗条件为：水洗温度100℃，水洗时间5h；焙烧条件为：焙烧时间2.5h，焙烧温度800℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度30wt％，液固质量比7:1，碱溶时间3h，碱溶温度240℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度20wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至8.5，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度24wt％，静置时间1h。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为80目；水洗条件为：水洗温度120℃，水洗时间4h；焙烧条件为：焙烧时间2h，焙烧温度850℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度25wt％，液固质量比8:1，碱溶时间2.5h，碱溶温度270℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度20wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至8，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度22wt％，静置时间1h。

  步骤(1)：将铝灰渣研磨筛分、水洗(去离子水)后，进行焙烧处理，得到一定粒度大小的焙烧粉料；其中，筛分条件为100目；水洗条件为：水洗温度120℃，水洗时间3h；焙烧条件为：焙烧时间1h，焙烧温度900℃。

  步骤(2)：将焙烧粉料加入NaOH溶液，加热并搅拌一段时间后，通过过滤进行固液分离，得到铝碱溶液；其中，NaOH溶液浓度20wt％，液固质量比10:1，碱溶时间2h，碱溶温度300℃。

  步骤(3)：在铝碱溶液中加入过量稀盐酸，观察溶液中沉淀，直至沉淀量不发生明显的变化，然后通过过滤进行固液分离，得到AlCl3滤液；其中，稀盐酸浓度15wt％。

  步骤(4)：在AlCl3滤液中，持续不断地加入氨水调节pH值至8，静置反应一段时间后过滤，除去滤液，得到氢氧化铝沉淀；其中，氨水浓度20wt％，静置时间0.5h。

  结果表明，本发明采用研磨、水洗、焙烧、碱溶、酸处理等工艺，能有效的除去Na、K、Cl、F、Si、Mg、Fe、Ca、Cu、Mn等杂质，获得较纯的氢氧化铝沉淀，为后续制备氧化铝及其他含铝产品提供高纯原料，使铝灰渣得到了更充分的利用，具有原料来源广、对环境污染小、物耗能耗低、成本低等优点，适合于工业化生产。