1、再生鋁灰成分、反應性能和無害化再生利用存在的問題
a 再生鋁灰為灰黑色粉磨,含有金屬鋁、氮化鋁、碳化鋁、a-和r-氧化鋁、其他金屬元素氧化物和氯化物等成分,再生鋁灰成分大致如下:
成分 | 金屬鋁 | 氮化鋁 | 總鋁 | 酸不溶物 | 鐵 | 鋅 | 銅 | 鉻 |
含量% | 5-30 | 2-30 | 30-60 | 30-60 | 2-10 | 0.05-0.3 | 0.05-0.5 | 0-0.2 |
成分 | 鎳 | 鉛 | 錳 | 鈣 | 鎂 | 鉀 | 鈉 | 硅 |
含量% | 0-0.1 | ≤0.1 | 0.05-0.5 | 0.5-2 | 1-5 | 0.3-0.5 | 0.8-1.5 | 3-5 |
b 危害敘述:
再生鋁灰于2016年被提議列入危險廢棄物品名錄。
再生鋁灰中含有金屬鋁粉和其他金屬氧化物。一旦達到反應溫度,便會進行鋁熱反應,反應劇烈,放出大量的熱。引起爆燃或者爆炸。
再生鋁灰中的氮化鋁遇水會緩慢反應,釋放出氨氣,對環境造成污染。
鋁再生過程中多少會引入有機物,再生鋁灰中的有機金屬華物,在遇水、預熱條件下反應揮發出有機氣體。有機氣體中含有苯系,物有刺激性氣味,長期接觸會危害人體健康。
再生鋁生產過程中加入精煉劑含有可溶性氟鹽,殘留于鋁灰中,與水接觸可溶解,對水造成污染。
其他有害成分為重金屬為主,重金屬侵出率極低,未達到危廢標準,但長期暴露于室外環境下,受酸雨侵蝕或降解出的氨協同作用下,難免會導致重金屬流出,污染土壤。
c 再生鋁灰是二次鋁工業產生的一種廢棄物,再生鋁灰產生量為再生鋁產量的7-12%,某電解鋁廠每年產生10-20萬噸鋁灰,目前仍沒有經濟,高效的處理方式(部分鋁含量高氯化鋁含量低,符合煉鋼脫氧劑鋁渣標準(YS/T1177-2017)的被用作煉鋼還原劑,部分企業交給水泥廠摻入水泥中,雖然能隨水泥固定當中重金屬,但容易出現燃燒意外),導致鋁灰只能用倉儲的方式堆存。未能達到理想的有效處理。
2、處理方案
鋁灰危廢處置方案綜合利用鋁灰,提取鋁灰中的有價物質,同時減少鋁灰對環境的 污染,是世界性難題。已經有很多的專利技術對鋁灰進行了不同方式的處理, 如:鋁灰采用燒堿溶出生產氧化鋁(氫氧化鋁);鋁灰采用純堿燒結生產氧化鋁 (氫氧化鋁);鋁灰采用燒堿溶出和純堿燒結串聯生產氫氧化鋁或沸石;鋁灰生產 棕剛玉耐火材料;鋁灰采用鹽酸或硫酸溶解生產凈水劑;鋁灰分別酸溶堿溶生 產阻燃劑等。以上對于處理鋁灰都是很好的技術,但由于鋁灰的成分復雜,單 獨用一種方法處理成本高,產品價值低,還會產生廢渣、廢水和廢氣等二次污染。
如今電解鋁加工企業對二次鋁灰的鋁灰危廢處置方案主要分為兩類,無害化和資源化。鋁灰危廢處置方案無害化工藝:通過酸浸、堿浸、洗滌等方式,去除二次鋁灰中的氮化物、氟化物、鹽分等雜質后得到無害化的鋁灰再進行安全填埋。資源化工藝:脫除有毒有害物質后,二次鋁灰經過高溫或冷加工制成不同的產品如鋼爪保護環、棕剛玉磨料、精煉劑和凈水劑等,或是返回電解槽作為電解鋁原料。
但是市場上二次鋁灰產量十分巨大,年產達到200萬噸。利用鋁灰生產的鋼爪保護環、棕剛玉磨料等產品,都面臨滯銷的問題。近年來,不斷有研究團隊研究開發一種低溫堿熔技術處理二次鋁灰。鋁灰危廢處置方案低溫堿性熔煉是將含金屬物料與堿性介質混合后,在遠低于傳統火法冶金冶煉溫度下進行熔煉,以得到金屬單質或可溶性堿式金屬鹽的過程,具有金屬直收率高、低溫、環保等諸多優點。
金屬鋁回收方案
鋁灰危廢處置方案-火法+濕法生產工藝(生產煉結氧化鋁)