本发明涉及铝工业废弃资源回收利用领域，具体为一种提取铝灰中金属铝的方法。
背景技术：
铝灰是铝电解过程中产生的一种漂浮于电解槽铝液上的浮渣。铝灰的来源不同，其组成也不同，铝灰被分为白铝灰、黑铝灰、盐饼三种。不同铝灰渣中的铝含量不尽相同，在10%～80%之间浮动，铝灰渣中其他组分的含量也有所不同。
白铝灰：又称一次铝灰，一次铝工业废弃物，其颜色一般为灰白色，主要成分为金属铝和氧化铝，铝的含量一般为15-75%。白铝灰产生于电解铝等不添加盐熔剂的生产过程，可作为二次铝工业原料。黑铝灰：又称二次铝灰，二次铝工业废弃物。其颜色一般为灰黑色，主要成分为铝(10-20%)、氧化铝(20-50%)、大量可溶性盐类(40-55%)以及其他组分，较之于白铝灰，其含有较少的金属铝以及较多的盐类。盐饼：黑铝灰的一种，金属铝含量较低、含有大量的盐类并固结成块，其为多种不同元素化合物组成的混合物，包含剩余金属铝(5-7%)、氧化铝(15-30%)、氯化铝(30-55%)、氯化钾(15-30%)和其它杂质。
传统回收铝的方法是把铝灰和添加剂盐类(通常是氯化钠、氯化钾以及少量氟化钙的混合物)放在回转炉中加热，盐类的加入有助于金属铝的分离以及减少铝的氧化。然而传统方法所使用的设备不是封闭式，铝灰中的盐类杂质在高温环境中易挥发产生大量烟尘，与空气中的水分接触后立即转化为氯化氢，会产生大量烟雾，造成空气污染；同时传统方法需添加大量盐熔剂，产生的二次铝灰在堆填过程中会再次造成污染；并且传统的工艺对金属铝的回收差，导致二次铝灰中部分金属铝难以回收。
技术实现要素：
针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种提取铝灰中金属铝的方法，能够在不使用盐类添加剂的条件下回收大部分金属铝，对于一次及二次铝灰均适用，适用面广泛。
本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：一种提取铝灰中金属铝的方法，包括以下步骤：
（1）将铝灰进行粗级破碎；
（2）将粗破碎后的铝灰进行筛分，筛分出粗粒度产物、第一中粒度产物、第一细粒度产物；
（3）将所述第一中粒度产物进行中级破碎；
（4）将步骤（3）破碎后的产物进行第二次筛分，筛分出第二中粒度产物和第二细粒度产物；
（5）将所述第一细粒度产物和第二细粒度产物进行细破碎；
（6）将步骤（5）细破碎后的产物进行第三次筛分，筛分出第三中粒度产物和第三细粒度产物；
（7）将所述第三细粒度产物进行磨碎；
（8）将步骤（7）磨碎后的产物进行第四次筛分，筛分出第四中粒度产物和低品位灰渣；
（9）将所述粗粒度产物、第二中粒度产物、第三中粒度产物、第四中粒度产物进行冶炼铸造铝锭，得到金属铝；
（10）将所述低品位灰渣脱水后堆存。
作为优选，步骤（1）中所述铝灰为白铝灰，所述粗级破碎采用颚式破碎机，金属铝延展性好，受力不易破碎，利用衬板间的挤压力使铝灰中松散的杂质与块状金属铝解离,粒状金属铝颗粒受挤压或冲击后易变成片状，尺寸增加，利于筛分分离铝。
作为优选，步骤（2）中所述粗粒度产物的粒径≥5mm，所述第一细粒度产物的粒径≤2.75mm，所述第一中粒度产物的粒径在5mm与2.75mm之间。
作为优选，步骤（3）中所述中级破碎采用高压辊磨，中等粒度的金属铝受压力作用后变成片状，尺寸增加，其它杂质受力粉碎后从金属铝上剥离。
作为优选，步骤（4）中所述第二中粒度产物的粒径≥2.75mm，所述第二细粒度产物的粒径＜2.75mm。
作为优选，步骤（5）中所述细破碎采用普通对辊。采用对辊破碎,使金属铝上的杂质有效的剥离，并且金属铝挤压成片状，有利于筛分回收金属铝。
作为优选，步骤（6）中所述第三中粒度产物的粒径≥1mm，所述第三细粒度产物的粒径＜1mm。
作为进一步优选，步骤（7）中所述磨碎采用球磨机湿磨，所述球磨机中钢球填充率约为45%，其中小球约占总装球量的80%。采用球磨湿磨，利用小钢球的冲击和磨剥，使金属铝上的杂质脱离，并且将细粒状的金属铝变成片状，利用筛分回收金属铝。
作为优选，步骤（8）中所述第四中粒度产物的粒径≥200目，所述低品位灰渣的粒径＜200目。
进一步地，步骤（7）中所述第三细粒度产物中可以加入二次铝灰。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
（1）本发明能回收铝灰中细粒级的金属铝和被氧化物包裹的金属铝；对于一次铝灰，现有的技术不能回收细粒级铝灰中的金属铝或被氧化物包裹的金属铝；对于二次铝灰中的金属铝，现有技术不能回收其中的金属铝；本发明对于一次铝灰，能分离粗颗粒的金属铝和细颗粒的金属铝，所有产品金属铝品位均在50%以上，整个工艺金属回收率达98%以上；对于二次铝灰，产物金属铝品位可达64%，金属铝回收率为41.77%。加强了对铝灰中细粒金属铝的回收，提高了金属铝的回收率高，适用面广。
（2）本发明提供从铝灰中提取金属铝，采用无盐回收，可提取铝灰中有价金属铝，操作方便，易于工业实施，并且降低铝灰对环境的危害。
（3）同时在湿式球磨过程中，对于一次铝灰可使其中的部分氮化铝水解，减轻后期铝灰综合利用或堆填过程中因氮化铝水解所造成的影响；对于二次铝灰，还可以洗去部分盐熔剂，对环境友好。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种提取铝灰中金属铝的方法，将白铝灰采用颚式破碎机进行粗级破碎；将粗破碎后的铝灰进行筛分，筛分出粗粒度产物、第一中粒度产物、第一细粒度产物，其中所述粗粒度产物的粒径≥5mm，所述第一细粒度产物的粒径≤2.75mm，所述第一中粒度产物的粒径在5mm与2.75mm之间。将所述第一中粒度产物采用高压辊磨进行中级破碎，将中级破碎后的产物进行第二次筛分，筛分出第二中粒度产物和第二细粒度产物，其中所述第二中粒度产物的粒径≥2.75mm，所述第二细粒度产物的粒径＜2.75mm。将所述第一细粒度产物和第二细粒度产物采用普通对辊进行细破碎，将细破碎后的产物进行第三次筛分，筛分出第三中粒度产物和第三细粒度产物，其中所述第三中粒度产物的粒径≥1mm，所述第三细粒度产物的粒径＜1mm。将所述第三细粒度产物采用球磨机湿磨进行磨碎，所述球磨机中钢球填充率约为45%，其中小球约占总装球量的80%。将磨碎后的产物进行第四次筛分，筛分出第四中粒度产物和低品位灰渣，其中所述第四中粒度产物的粒径≥200目，所述低品位灰渣的粒径＜200目。将所述粗粒度产物、第二中粒度产物、第三中粒度产物、第四中粒度产物进行冶炼铸造铝锭，得到金属铝；将所述低品位灰渣脱水后堆存。
本发明中所述第三细粒度产物中可以加入二次铝灰。
实施例1：
选用一次铝灰（白铝灰）作为铝灰原料，其中金属铝含量为56.74%。首先将一次铝灰采用颚式破碎机进行粗级破碎，破碎后进行第一次筛分，得到粒径≥5mm的粗粒度产物，粒径≤2.75mm的第一细粒度产物和粒径在5mm与2.75mm之间的第一中粒度产物；第一中粒度产物采用高压辊磨进行破碎，然后第二次筛分，得到粒径≥2.75mm的第二中粒度产物和粒径＜2.75mm的第二细粒度产物；粗粒度产物和第二中粒度产物混合，作为高品位产品，金属铝品位达96.05%，用于冶炼铸造铝锭。
将所述第一细粒度产物和第二细粒度产物采用普通对辊进行细破碎，将细破碎后的产物进行第三次筛分，筛分得到粒径≥1mm第三中粒度产物和粒径＜1mm第三细粒度产物，第三中粒度产物作为第一中品位产品，金属铝品位达74.22%，用于冶炼铸造铝锭。
将所述第三细粒度产物采用球磨机湿磨进行磨碎，所述球磨机中钢球填充率约为45%，其中小球约占总装球量的80%。将磨碎后的产物进行第四次筛分，筛分得到粒径≥200目的第四中粒度产物和粒径＜200目的低品位灰渣；第四中粒度产物烘干后作为第二中品位产品，金属铝品位为72.15%,用于冶炼铸造铝锭。低品位灰渣脱水后堆存。
整个工艺金属铝回收率高达99.15%，金属铝品位均在72%以上。
实施例2：
选用一次铝灰（白铝灰）作为铝灰原料，其中金属铝含量为14.97%。首先将一次铝灰采用颚式破碎机进行粗级破碎，破碎后进行第一次筛分，得到粒径≥5mm的粗粒度产物，粒径≤2.75mm的第一细粒度产物和粒径在5mm与2.75mm之间的第一中粒度产物；第一中粒度产物采用高压辊磨进行破碎，然后第二次筛分，得到粒径≥2.75mm的第二中粒度产物和粒径＜2.75mm的第二细粒度产物；粗粒度产物和第二中粒度产物混合，作为第一中品位产品，金属铝品位达67%，用于冶炼铸造铝锭。
将所述第一细粒度产物和第二细粒度产物采用普通对辊进行细破碎，将细破碎后的产物进行第三次筛分，筛分得到粒径≥1mm第三中粒度产物和粒径＜1mm第三细粒度产物，第三中粒度产物作为第二中品位产品，金属铝品位达50%，用于冶炼铸造铝锭。
将所述第三细粒度产物采用球磨机湿磨进行磨碎，所述球磨机中钢球填充率约为45%，其中小球约占总装球量的80%。将磨碎后的产物进行第四次筛分，筛分得到粒径≥200目的第四中粒度产物和粒径＜200目的低品位灰渣；第四中粒度产物烘干后作为第三中品位产品，金属铝品位为70.17%,用于冶炼铸造铝锭。低品位灰渣脱水后堆存。
整个工艺金属铝回收率高达98.58%，金属铝品位均在50%以上。
实施例3：
选用二次铝灰作为铝灰原料，金属铝品位为3.52%。将二次铝灰作为第三细粒度产物进行处理，二次铝灰采用球磨机湿磨进行磨碎，所述球磨机中钢球填充率约为45%，其中小球约占总装球量的80%。将磨碎后的产物进行筛分，得到粒径≥200目的中等粒度产物和粒径＜200目的低品位灰渣，低品位灰渣脱水后堆存；中等粒度产物烘干后作为中品位产品，金属铝品位为64%,金属铝回收率为41.77%。
本发明根据金属铝延展性好，不易被粉碎，而铝灰中其它物质容易粉碎，通过破碎-筛分方式分离铝灰中金属铝，回收率可达98.58%。使用该方法回收铝灰中的金属铝操作方便，回收率高，易于工业实施。对于一次铝灰和二次铝灰均适用，适用面广泛。最后低品位灰渣脱水后堆存，也不会造成环境污染。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。