二次铝灰的综合回收利用现状及展望.docx

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1、二次铝灰的综合回收利用现状及展望摘要二次铝灰作为一种工业副产品，具有潜在的附价值。本文分析了二次铝灰的成分及分类，介绍了二次铝灰特点和利用现状，阐述了国内外铝灰的应用案例及优缺点，重点介绍火法铝酸钙工艺，总结并展望了铝灰回收利用的发展趋势。关键词：二次铝灰、现状、案例、铝酸钙工艺、展望目录摘要11 .概述32 .铝灰的成份、分类及危险特性分析32.1. 铝灰的成份322铝灰的分类52.3. 铝灰的危险特性分析53 .国内外铝灰研究应用现状73.1. 二次铝灰的重要性73.2. 国内铝灰研究现状74 .国外铝灰研究现状74.1. 国外对铝灰的研究75 .国内二次铝灰主要工艺及案例介绍分析85.1

2、. 铝灰脱氨固氟绿色循环利用技术一湿法工艺852湿法全量化技术一，多段连续强化水解浸出+高值定向转化工艺85.3. 铝灰火法结合湿法资源化综合利用工艺95.4. 铝灰火法结合湿法工艺1055湿法联合火法铝灰处置工艺105.6. 火法处置铝灰工艺106 .二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙介绍116.1. 工艺流程介绍116.2. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙工艺优点126.3. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析126.4. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分析137 .国内二次铝灰处理的主要工艺及案例介绍分析137.1. 铝灰脱氨固氟绿色循环利用技术一湿法工艺137

3、.1.1. 工艺介绍137.1.2. 工艺分析137.1.3. 案例介绍1372湿法全量化技术一“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺.131.1.1. 工艺介绍131.1.2. 工艺分析147.3. 铝灰火法结合湿法资源化综合利用工艺147.3.1. 工艺介绍147.3.2. 工艺分析147.3.3. 案例介绍157.4. 铝灰火法结合湿法工艺157.4.1. 工艺介绍157.4.2. 工艺分析157.5. 湿法联合火法铝灰处置工艺157.5.1. 工艺介绍157.5.2. 工艺分析157.5.3. 案例介绍1576火法处置铝灰工艺167.6.1. 工艺介绍167.6.2. 工艺分析16

4、7.6.3. 案例介绍167.7.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙介绍167.7.1. 工艺流程介绍167.7.2. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙工艺优点177.7.3. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析177.7.4. 二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分析.18188.总结及展望1 .概述铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，是国民经济基础建设所需的重要金属材料之一，产品品种有铝及铝合金板卷、带、箔、管线，被广泛地应用于国民经济的各个领域。我国铝工业的后备资源不足，保障能力下降，必须走资源节约型的铝工业发展路子。在工业用的各种金属中，铝的可回收再生性是最高的，再生效益

5、也最大。再生铝产业具有明显的节约资源、节能、环保优势。当前，我国经济发展中所出现的能源、资源、环保等形势，都要求必须重视发展再生铝产业。因此，以循环经济理念发展铝工业，大力发展再生铝，能够有力地促进再生金属资源综合利用，构建和发展循环经济产业链，对全国资源综合利用、行业经济增长、发展循环经济的支撑和带动作用十分明显，但与此同时，再生铝行业的大力推行导致铝灰渣产生量快速增长。2 .铝灰的成份分类及危险特性分析2.1. 铝灰的成份铝灰主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达1070%。二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂，主要包含

6、少量的铝、盐熔剂、氧化物和氮化铝。表1为某厂二次铝灰典型成份序号成分名称含量(%)1氧化钠Na2O2.312.12氯Cl1.651.13三氧化二主吕AI2O370.5368.4380.454三氧化二铁Fe2O32.092.675M化硅SiO212.5216.4512.816氧钙3.91.391.257氟F0.860.588三氧化硫SO30.339氧化镁MgO6.434.855.8810五氧化二磷P2O50.1411氧化锌殳0.160.15912三氧化二铭Cr2O30.110.11113氧化钾K2O4.090.28114二氧化钛TiO20.160.2615氧化铜CuO0.320.3616氧化铳M

7、nO0.490.6417氧化钢BaO0.0922铝灰的分类按最新2021年危险废物名录铝灰分为：1）危废代码：321-026-48,是有色金属采选和冶炼废物铝灰是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，及其回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰，Ro2）危废代码：321-034-48,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，T,Ro3）危废代码：321-024-48,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

8、生的盐渣和二次铝灰，R,To4）危废代码：321-023-48,电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣（大修渣），To5）危废代码：321-025-48,电解铝生产过程产生的炭渣，T。2.3.铝灰的危险特性分析1）国家政策定义铝灰主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达10-70%o国家危险废物名录（2021版）对电解铝、再生铝、铝加工及收尘等工艺产生铝灰进行了明细分类，对不同工艺铝的危险特性进行了区分，其中电解铝产生铝灰渣及回收铝过程产生的盐渣和铝灰具有反应性和浸出毒性的危险特性，再生铝及铝材加工产生的铝灰渣及其回收过程产生的盐渣和铝灰具有反应性危险特性，铝灰热法回收铝烟尘及

9、铝冶炼和再生过程烟尘具有浸出毒性和反应性危险特性。2020年新修订的中华人民共和国固体废物污染环境防治法要求产废单位要建立危险废物管理台账，严格通过国家危险废物信息管理系统向所在地生态环境主管部门申报危险废物的种类、产生量、流向、贮存、处置等有关资料。铝灰的存放、运输、处置要按照危险固体废弃物的制度和程序实施，不得将危险废物提供或者委托给无许可证的单位或者其他生产经营者堆放、利用、处置。6)脱危政策解读2019年11月发布的危险废物鉴别标准通则(GB508572019)对危废混合后判定规则和危废利用处置后判定规则进行了明确，其中“5.2仅具有腐蚀性、易燃性、反应性中一种或一种以上危险特性的危险

10、废物与其他物质混合，混合后的固体废物经鉴别不再具有危险特性的，不属于危险废物”，这说明再生铝产生的盐渣和铝灰仅具有反应性，可以和其他物质混合处理;“6.2具有毒性危险特性的危险废物利用过程产生的固体废物，经鉴别不再具有危险特性的，不属于危险废物”，这说明铝灰在利用过程产生的废物只要鉴别合格,可以不按危废管理，这对铝灰的资源化利用提供了有利条件。同时，根据中华人民共和国环境保护税法中环境保护税目税额表，排放铝灰的单位于2018年1月1日起征收1000元/吨危险固体废物排放税。以往铝灰的处理方式多是外售提炼铝生产再生锭，但对于提铝后的废灰处置十分不规范。铝灰入危给铝行业带来巨大挑战，传统的处理方式

11、已不可行，随着企业处理铝灰成本增加，铝灰的处理模式将发生变化，下一步通过集中建立铝灰危废处理中心，将区域内铝灰集中处理,实现高效、清洁、环保的铝灰处置利用，是行业发展的必经之路。7)成份危害性分析铝灰主要以金属和非金属氧化物为主，其中氧化铝通常占到70%以上，其他氧化物包含氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化钾、氧化钙、氟化物、氮化铝等，同时含有一定量电解电极残渣、氟化物、金属盐等物质，也含有活性的铝粉、镁粉、锌粉等以及具有催化作用的钱、钛氧化物微粒，且在存放过程中接触空气和水会产生有毒性刺激性气体氨气和可燃烧爆炸气体氢气和甲烷，浸泡液具有腐蚀性和毒性。8)32102648危险特性：R,主要危害成份为

12、氮化铝、重金属、氟离子。5)32103448危险特性：R,T,主要危害成份为氮化铝、重金属、氯离子、氟离子。3 .国内外铝灰研究应用现状3.1. 二次铝灰的重要性国内的一次铝灰由于其中的金属铝含量较高，具有经济价值而作为一种资源为企业重视和处理。铝灰的潜在价值主要体现在其所含的金属铝、氧化铝、以及其蕴含的热能等。而二次铝灰作为一次铝灰提铝后的剩余物，在环保税实施前，由于国内缺乏技术上成熟，经济上投资少、效益高的处置项目而被抛弃或掩埋，既浪费了资源，又污染了环境，与当今绿色发展的理念极不相称。从二次铝灰的性质、成份、潜在价值等方面看，铝灰资源化利用的关键在于二次铝灰。因此,时代呼唤技术成熟，经济

13、上投资少、效益高的处置技术尽快面世推广。3.2. 国内铝灰研究现状从我国的国情出发，审视铝灰的处置现阶段所存在的问题，探讨如何资源化利用铝灰成为了目前我国铝行业面对和正视的问题。铝灰的特点集中体现在三个方面：1）具有毒性和反应性，属危废；2）数量较大，我国每年的排出量数百万吨级；3）含有金属铝、铝的化合物及热能，潜在价值高。国内从事铝灰渣开发研究的主要单位：1）科研单位分别为中国科学院、北京矿冶科技集团有限公司、浙江省工业设计研究院有限公司、郑州有色金属研究院、云南昆明冶金研究院等；2）高校主要为东北大学、中南大学、江西理工大学、苏州大学、同济大学、南通大学等；3）企业主要有山东铝业公司、山东

14、铝晖环保科技有限公司、淄博海慧工程设计咨询有限公司、淄博德力鑫环保新科技有限公司、北京科林泽环保科技有限公司、湖南中大冶金设计有限公司、郑州中绿环保新材料有限公司、郑州经纬科技实业有限公司、沈阳银海再生资源科技有限公司等。4 .国外铝灰研究现状4.1. 国外对铝灰的研究主要集中在欧美日等发达国家。欧洲集中在意大利和西班牙，美国集中在美国阿贡国家实验室（简称ANL）和盐博大科技有限公司，而口本相关公司的研究主要体现在AD粉上。再生铝加工的铝灰研究并产业化的代表性公司是意大利的安奇泰克技术有限公司，该公司早在40年前就开发出了一种再生铝灰的回收系统,经过近几十年的，已在欧洲建成了几家工厂。前苏联对二次铝灰也有较深研究应用，从上世纪60年代，就建成火法铝灰处置系统，主要通过回转窑生产铝酸钙。5.国内二次铝灰主要工艺及案例介绍分析5 .1.铝灰脱氨固氟-绿色循环利用技术一湿法工艺1）工艺介绍铝灰经过前道球磨分离筛分，灰渣进入一次反应釜，通过脱氨剂与催化剂，将铝灰中的可溶氨快速转化为气态氨（氨气），经过滤后再循环反应过滤一次，产生的滤泥压制制成（铝灰添加量20%,辅以水泥、黄沙等），前面两次反应产生的氨气经硫酸（浓度95%）中和