铝灰处置项目

一、铝灰处置的政策现状

2020年11月25日，生态环境部审议并原则通过制修订的《国家危险废物名录》，已明确铝灰为危险固体废弃物，铝灰尤其是二次铝灰(铝灰提铝后的剩余部分)的问题已经到了非处理不可的地步，其紧迫性可谓迫在眉睫。

表1 国家危险废物名录关于铝灰的条目（2021版）

1	电解铝铝液转移、精炼、合金化、铸造过程熔体表面产生的铝灰渣，以及回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰	321-024-48	R、T
2	再生铝和铝材加工过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面产生的铝灰渣，及其回收铝过程中产生的盐渣和二次铝灰	321-026-48	R
3	铝灰热回收铝过程烟气处理集（除）尘装置收 集的粉尘，铝冶炼和再生过程烟气（包括：再生铝熔炼烟气、铝液熔体净化、除杂、合金化、铸造烟气）处理集（除）尘装置收集的粉尘	321-034-48	T，R

   目前现有的铝灰处理技术可分为回收金属铝工艺和利用铝灰合成材料工艺。处理方式基本分为三个步骤：第一步，对铝灰进行破碎处理，将内含的大颗粒铝滴分离出并返回熔炼工序；第二步，对一定目数以下的铝灰在不同条件下，进行浸出以除去杂质；第三步，将提纯之后的铝灰转化为工业用的铝氧化物或铝盐。

二、铝灰回收的技术现状

（1）回收金属铝

   国内外从铝灰中回收铝的方法很多，大体上可以分为热处理回收法和冷处理回收法，这些方法铝的回收率可达70%以上。金属铝的回收工艺主要有炒灰回收法、回转窑处理法、压榨回收法以及冷处理回收法。

  热处理回收法主要针对一次铝灰，该方法主要利用铝灰本身的热量，再加入一些添加剂（主要为盐类），通过高温搅拌使铝灰中的金属铝熔化，由于金属铝和铝灰不润湿，且金属铝的密度大沉入底部，从而实现金属铝和铝灰的分离。此方法的优点是操作简单，但在高温下对铝灰进行搅拌会产生大量的烟尘，对环境造成污染。并且通过此方法处理后的二次铝灰含有大量的可溶性盐，后续处理困难很大容易引起二次污染。

  热处理回收法的另一种形式是通过外加热源（如旋转电弧炉、 等离子电弧炉等）对铝灰进行加热，从而使金属铝熔化，以实现铝和铝灰的分离。此方法突出的优点是污染小，并且处理后的二次铝灰中没有可溶性盐，有利于后续处理，但该方法消耗大量能源，成本高。 

  冷处理回收法主要是针对二次铝灰。通过热处理回收法处理后的铝灰依然含有一定量的金属铝，冷却后的金属铝形成小颗粒，一般采用筛选、重选、浮选或电选法回收其中的铝。

（2）利用铝灰合成材料

  国内外研究机构和企业所开展的利用铝灰制备材料工艺的研究具有多样化的特点。一般通过加入稀酸、碱、水等处理磨碎的铝灰和含盐化合沉积物，得到铝盐化合物、盐水、硅和铝氧化物等产品。从盐水提取的再生盐可作为生产中的覆盖剂、分离剂等；固体氧化物可用于生产水泥、净水剂、聚合氯化铝、聚合硫酸铝和棕刚玉等。

  近年来，不断有人提出利用铝灰制备材料的新方法。工业铝灰富含氧化铝、铝以及氟化物，含铝量大于30%的铝灰经过去活性化之后可以用于钢厂炼钢用的打渣辅料，据报道，日本每年用于炼钢辅料的废弃铝灰的量高达16万吨。将废弃铝灰与硅石分混合后在1350℃烧结，可以用作铺设路面的材料，其硬度是普通路面材料的1.5倍，抗滑能力是普通路面材料的1.2倍，据报道，这项技术在日本已经开始应用。以废铝灰为主要原料，添加粘土、石英和降低烧成温度的添加剂，采用压制成型法制备了高性能的陶瓷清水砖。

  传统铝灰利用存在的问题是，主要集中于金属铝的回收，氧化铝、盐等资源被大大浪费；对环境存在较大污染，一是粉尘污染严重，造成厂区大气的颗粒物（PM10、PM2.5）污染，二是提取金属铝后的废弃残渣堆放产生的污染，废弃残渣见水会缓慢释放氨气，造成大气的污染，三是废灰中具有未稳定的氟成分，仍然属于危险废弃物，遇水后造成地下水的污染。正是由于含有氟等有害元素，因此传统的铝灰处理方法已被停止生产。

（3）铝灰生产精炼渣用于钢铁脱硫

  利用铝灰中氧化铝含量高，杂质少的优势，将铝灰和石灰按照一定比例经锤式破碎机或经雷蒙磨加工后用混合机械混合，制粒，而后经过高温熔化烧结，经过急速冷凝和破碎筛分即可得到精炼剂产品。该精炼渣应用与钢水的脱硫，脱硫效果好，钢样品杂质含量少，可达到相应的钢种质量标准要求。

   该方法工艺流程简单，但是存在以下问题：一是铝灰使用量少，参入比例仅为50%左右，并且高温产生的氮氧化物和氟化物的排放问题，另一方面随着钢铁企业生产状况，精炼渣使用量少，无法满足长期稳定生产的要求。

三、铝灰处置工艺简介

  一次铝灰经过两段球磨和筛分，＞100目的金属铝片用旋转炉重熔，粒度＜100目的二次铝灰继续无害化处理。如图1所示。

  二次铝灰原料经进行水浸脱氨，氟化物采用固氟工艺，氮化铝水解得到氢氧化铝与其他不溶物混在一起为高铝料，氨气用纯水中和得到硫酸铵。氟化物和盐类溶解到水体中，通过过滤分离，然后加入固氟剂沉氟，除氟后的滤液再循环使用。如图2所示。

 

图6-1铝灰提铝工艺流程图

 

 

图2二次铝灰无害化工艺流程图