本申请涉及铝灰固废利用，具体涉及一种利用二次铝灰制备无机相变材料的方法及反应设备。
背景技术：
1、铝灰是铝生产过程中产生的危险废物，一般分为一次铝灰和二次铝灰，其中一次铝灰主要为铝电解生产直接留下的废铝渣，主要成分为铝及其氧化物，铝含量为15％-70％。因其较高的铝含量所以可直接作为铝生产的原料；而二次铝灰是废铝料重溶和废杂铝回收利用过程中产生的铝灰，二次铝灰中金属铝含量在10％-30％之间，主要物相由al、al2o3、氮化铝和少量的氯化物、氟化物等组成，二次铝灰对生态环境、动植物等均会造成严重的影响，因此需要对二次铝灰进行回收处理，可以从二次铝灰中处理得到氧化铝。
2、无机相变储热材料又分为低温无机水合盐、熔融盐、金属及合金。低温无机相变材料在发生相变时的材料状态主要为固-液相变，高温无机相变材料在发生相变时的材料状态主要以固-固相变为主。近几十年来，人们研究了各种水合无机盐作为相变材料，并将其广泛应用于热能储存材料。以十二水合硫酸铝铵该无机相变储热材料为例，十二水合硫酸铝铵熔点为93.5℃，相变温度相对较高。可以利用二次铝灰和硫酸铝渣制备无机相变储热材料，现有技术中暂无类似具体工艺。
技术实现思路
1、本发明实施例提供了一种利用二次铝灰制备无机相变材料的方法及反应设备，本发明是利用二次铝灰硫酸铵渣和二次铝灰作为反应原料生产无机相变储热材料。
2、第一方面，本发明提供了一种利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，包括：
3、将固废硫酸铵渣与洗涤、干燥后的二次铝灰按照5:1的质量比混合均匀；
4、在300-430℃下焙烧100min后获得粗品焦硫酸铝铵熟料；
5、利用质量分数20％的酸将所述粗品焦硫酸铝铵熟料酸解2h；
6、过滤酸解后的产物，除去滤渣和可溶性杂质；
7、将酸解过滤后的产物通入蒸发结晶设备中再处理；
8、洗涤并干燥结晶产物，获得无机水合硫酸铝铵复盐。
9、可选的，所述固废硫酸铵渣还包含硫酸镁；酸解的液固比为8ml/g。
10、可选的，产物中所述十二水合硫酸铝铵与七水合硫酸镁的质量为：4:6或5:5。
11、可选的，所述将所述固废硫酸铵与二次铝灰按照5:1的质量比混合均匀之前还包括：
12、将所述二次铝灰球磨处理，并经过120目筛筛分。
13、可选的，所述硫酸铵与所述二次铝灰之间的化学方程式为：(nh4)2so4+al2o3＝nh4al(so4)2+nh3↑+h2o。
14、可选的，将所述混合硫酸铝铵进行梯度煅烧；
15、第一煅烧阶段：煅烧温度300-400℃；
16、第二煅烧阶段：煅烧温度400-430℃。
17、可选的，煅烧阶段的方程式包括：
18、3(nh4)2so4·12h2o+al2o3＝al2(so4)3+6nh3↑+15h2o
19、3nh4hso4+al2o3＝al2(so4)3+3nh3↑+3h2o
20、4nh4al(so4)2·12h2o＝2al2(so4)3+4nh3↑+14h2o+2so2+o2↑。
21、可选的，所述可溶性杂质中的元素包括：fe、si、ca、mg。
22、第二方面，本发明还提供了一种反应设备，被用于实施前述任一所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，所述反应设备还包括氨气收集设备，被用于回收提纯氧化铝过程中产生的氨气。
23、本发明的有益效果是：
24、十二水合硫酸铝铵是相变温度为93.5℃，相变潜热为235.4kj/kg的储热无机相变储热材料，其和七水合硫酸镁按照一定配比混合后可形成复合盐。本发明中提出利用硫酸铝铵渣和二次铝灰混合的固废制作无机相变储热材料，通过在300-430℃的温度下焙烧获得粗品焦硫酸铝铵熟料，焙烧温度和焙烧时间是产生粗品焦硫酸铝铵熟料的关键，焙烧100min后利用20％的酸去酸解2小时，使得粗品焦硫酸铝铵熟料的可以被充分酸解，除渣效果和除可溶性杂质的效果突出，再经过结晶处理最终获得以十二水合硫酸铝铵为主包含一定的七水合硫酸镁的储热相变材料，实现了固废中铝的再利用，而且该工艺操作中铝的提取率可以达到80％左右，不仅将固废中有用材料提纯精炼为有用的工业材料，还提升了二次铝灰固废中铝的提取率。
1.一种利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，所述固废硫酸铵渣还包含硫酸镁；酸解的液固比为8ml/g。
3.根据权利要求2所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，产物中所述十二水合硫酸铝铵与七水合硫酸镁的质量比为：4:6或5:5。
4.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，所述将所述固废硫酸铵渣与二次铝灰按照5:1的质量比混合均匀之前还包括：
5.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，所述硫酸铵与所述二次铝灰之间的化学方程式为：(nh4)2so4+al2o3＝nh4al(so4)2+nh3↑+h2o。
6.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，将所述混合硫酸铝铵进行梯度煅烧；
7.根据权利要求6所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，煅烧阶段的方程式包括：
8.根据权利要求1所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，其特征在于，所述可溶性杂质中的元素包括：fe、si、ca、mg。
9.一种反应设备，其特征在于，被用于实施权利要求1-8中任一所述的利用二次铝灰制备无机相变材料的方法，所述反应设备还包括氨气收集设备，被用于回收提纯氧化铝过程中产生的氨气。
