PDF《铝灰中 AlN 的水解行为》

第22 卷第

12 期 中国有色金属学报?

2012 年12 月? Vol.

22?No.12? The?Chinese?Journal?of?Nonferrous?Metals? Dec.?2012? 文章编号:1004?0609(2012)12?3555?07? 铝灰中?AlN?的水解行为 姜澜,邱明放,丁友东,苏楠,姚泉? (东北大学 多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室,沈阳? 110819)? 摘要:通过测定反应后悬浊液 pH 值和剩余 AlN 量,考察了反应温度、反应时间等因素对铝灰中 AlN 水解程度 的影响.结果表明:铝灰会与水反应放出氨气;

在相同温度下,随着反应时间的延长,溶液?pH?值会逐渐升高直 至达到最大值;

温度越高,水解反应越充分;

在298? K 温度下,液固比对水解 pH 值有一定影响,搅拌在一定程 度上能加速反应进程,而粒度对水解反应没有明显影响.与?AlN?粉末和?AlN?陶瓷块体相比较,铝灰中的?AlN?在 水解反应活性及生成物等方面均存在差别. 关键词:铝灰;

AlN;

水解 中图分类号:TF09? 文献标志码:A? Hydrolysis behavior?of?AlN?in aluminum?dross? JIANG?Lan,?QIU?Ming?fang,?DING?You?dong,?SU?Nan, YAO?Quan? (Key?Laboratory?for?Ecological?Metallurgy?of?Multimetallic?Mineral, Ministry?of?Education,? Northeastern?University,?Shenyang?110819,?China)? Abstract:?The?influences?of?reaction?temperature?and?time?and?other?factors?on?the?hydrolysis?of?AlN?in?aluminum?dross? were?investigated?by?measuring?the?pH?value?of?suspension?and?the?AlN?content?in?the?reaction?products.?The?results? show? that? ammonia? will? release? from? the? solution? of? aluminum? dross? immersed? in? deionized? water.? At? the? same? hydrolysis? temperature,? pH? value? increases? up? to? equilibrium? with? time? prolonging.? With? increasing? the? hydrolysis? temperature,?AlN?in?aluminum?dross?will?react?more?thoroughly.?At?298 K, the alteration?of?liquid?solid?ratio?will?result?in? the?change?of?pH?value, and?stirring?can?accelerate?the?process?to?some?extent,?while the particle?size?has?less?effect?on?the? hydrolysis.?Compared?with?AlN?powder?and?AlN?bulk?ceramic,?there?are?great?differences?in?hydrolysis?reaction?activity? and?products.? Key?words: aluminum?dross??AlN??hydrolysis? 铝灰(或铝灰渣)是原铝生产、铝合金以及废铝回 收过程中产生的一种渣.与其他重金属熔炼产生的炉 渣不同, 铝灰会浮在熔体表面并呈现出松散的灰渣状. 据统计,每生产

1 000?kg 铝,就会产生 25~50 kg 的铝 灰? [1?2]? .全世界每年产生约?500?万t?的铝灰? [3]? .随着铝 及铝合金产量的提高,铝灰的生成量也随之增大.因此,铝灰的绿色循环利用便成为了人们关注的热点. 目前,铝灰的利用基本上只是回收其中的金属铝,提 取金属铝后的残灰大部分直接堆存或填埋处理,少部 分用于制造建筑材料的填料.回收金属铝后的残灰可 用来生产氧化铝? [4]? 、制备净水剂? [5]? 、合成或制备?Al?Si? 合金? [6?7]? 、合成耐火材料? [8?9]? 等,但大部分残灰的利用 尚处于试验研究阶段. 通过对铝灰的组成进行分析发现? [3,? 10]? ,铝灰中除 含有 Al、 Al2O3?外, 还含有大量的 AlN. 铝灰中的 AlN? 很不稳定,能与水发生反应放出氨气,造成残灰利用 基金项目:国家科技支撑计划资助项目(2012BAE06B01)? 收稿日期:2012?10?09;

修订日期:2012?12?10? 通信作者:姜澜,副教授,博士;

电话:024?83681325;

E?mail:jiangl@smm.neu.edu.cn 中国有色金属学报?

2012 年12 月? 3556? 过程中的材料性能不稳定、溶液酸碱度发生变化;

在 堆存和填埋后,也会造成环境污染.因此,研究铝灰 中AlN 与水的反应行为, 对铝灰的循环利用和避免环 境污染具有重要的现实意义.? AlN?和水反应会生成氢氧化铝和氨气.过去,这 个反应被用来生产氨水.随着人们逐渐发现它所具有 的独特性能(高导热系数、高电导率、低介电常数 等)? [11?12]? ,AlN?开始引起更多人的注意.控制?AlN?水 解反应已经成为粉末处理过程中的主要问题.对于? AlN? 水解反应,国内外学者进行了大量研究? [13?16]? .? SVEDBERG 等? [14]? 研究了在不同 pH 值条件下,? AlN 在? 85?℃的水中恒温反应