鋁灰是鋁冶煉及加工過程產(chǎn)生的固體廢渣,按產(chǎn)生的方式不同分為一次鋁灰和二次鋁灰,其主
要化學(xué)組成有Ai、Si、Mg和Ca等,同時還含有F、CI。主要物相為氮化鋁、氧化鋁、金屬鋁、鎂鋁
尖晶石、方鎂石、石英、碳化鋁及鹽溶劑等。其中氮化鋁含量10-40%、氧化鋁15-30%、單質(zhì)鋁2-15%。
2017年我國鋁灰產(chǎn)量150-200萬噸,而且每年以2%左右的速度增長。鋁灰中含有氮化鋁、氟化鹽,
其它可溶性鹽等有毒有害物質(zhì)。所含氮化鋁與水接觸或受潮濕環(huán)境的影響容易發(fā)生水解反應(yīng),釋放出
氨氣和氮?dú)獾?,對大氣造成污染并形成安全隱患。2016年被列入《國家危險(xiǎn)廢棄物名錄》。
二次鋁灰做為一次鋁灰提取金屬鋁后的廢棄物或鋁精煉過程產(chǎn)生的含鋁廢渣,鋁含量較低,通常
在10%-20%之間,且成分復(fù)雜,有害成份多,處理難度大,目前多數(shù)企業(yè)采用填埋或堆存的方式進(jìn)行處
理。這不僅造成了鋁資源的極大浪費(fèi),而且對環(huán)境與安全也形成了危害。
二次鋁灰的綜合利用主要用于生產(chǎn)聚合氯化鋁、硫酸鋁、氧化鋁棕剛玉、鎂鋁尖晶石、清水陶瓷
磚及吸附劑、分子篩等。但由于所述技術(shù)存在著生產(chǎn)成本高、工藝復(fù)雜等不足,目前產(chǎn)業(yè)化水平不高。
針對我國目前二次鋁灰資源化利用存在的不足,河南省睿博環(huán)境工程技術(shù)有限公司組建專業(yè)研發(fā)
團(tuán)隊(duì),于2016年立項(xiàng)開展了二次鋁灰無害化處置與資源化利用的科技攻關(guān)工作,并取得了重大進(jìn)展。
目前已取得多項(xiàng)研究成果并已先后通過了中試研究和5000噸/a級工業(yè)化試產(chǎn)驗(yàn)證,已具備工業(yè)推廣用
價(jià)值。
氟化鋁是一種重要的氟化鹽,主要應(yīng)用于鋁冶煉領(lǐng)域。在電解鋁生產(chǎn)過程被用作溶劑。干法氟
化鋁和無水氟化鋁具有良好的使用性能,因此受到電解鋁企業(yè)的歡迎。目前干法氟化鋁出廠價(jià)格在
9500-11000元之間。
該技術(shù)以二次鋁灰為鋁源,以磷化工企業(yè)副產(chǎn)氟硅酸為氟源,首先制得氫氧化鋁和氟化銨,然
后將氫氧化鋁和氟化銨于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的同步異位集約式固相氟化反應(yīng)器中完成干法氟化鋁的
制備。氟化反應(yīng)過程產(chǎn)生的含氨尾氣被引入氟化銨制備系統(tǒng)用作氨化劑,生產(chǎn)過程安全、環(huán)保、生
產(chǎn)成本低、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)于干法氟化鋁標(biāo)準(zhǔn),接近無水氟化鋁指標(biāo)。該工藝尤其適合于電解鋁生產(chǎn)企
業(yè),通過對二次鋁灰的加工、利用實(shí)現(xiàn)對氟化鋁的循環(huán)使用。
氧化鋁也是一種用途廣泛的鋁化學(xué)品,按產(chǎn)品純度和用途的不同有冶金級工業(yè)氧化鋁和高純氧
化鋁等。其中高純氧化鋁又分為藍(lán)寶石氧化鋁、特種陶瓷氧化鋁和光學(xué)材料用氧化鋁等。
由二次鋁灰生產(chǎn)冶金級氧化鋁,工藝過程是首先將二次鋁灰做無害化處置,分解其中的氮化鋁
并去除其中的氟化物等有害雜質(zhì),然后采用堿溶工藝處理處置后鋁灰制得鋁酸鈉溶液。再采用種分、
碳分工藝處理鋁酸鈉溶液制得氫氧化鋁,煅燒氫氧化鋁得氧化鋁。采用苛化工藝處理分離氫氧化鋁后
母液,收得氫氧化鈉溶液和碳酸鈣。調(diào)整氫氧化鈉溶液濃度后循環(huán)用作堿溶劑,碳酸鈣干燥包裝后出
售。該工藝成熟可靠,所得產(chǎn)品市場需求量大。由于實(shí)現(xiàn)了對堿溶劑的循環(huán)使用,不僅避免了廢水排
放,而且明顯降低了生產(chǎn)成本。具有環(huán)保、無害、經(jīng)濟(jì)效益好等明顯特征。
聚合氯化鋁是性能優(yōu)良的混凝劑,被廣泛應(yīng)用于水處理領(lǐng)域,由二次鋁灰生產(chǎn)聚合氯化鋁是一個
很好的資源化利用途徑。處理過程:以對二次鋁灰的無害化處置為前提,采用酸溶工藝浸出二次鋁灰
中的鋁,制得氯化鋁溶液,再經(jīng)堿化、聚合制得液體聚合氯化鋁,進(jìn)一步處理液體聚合氯化鋁得粉狀
聚合氯化鋁。工藝成熟、可靠、安全、環(huán)保、無三廢排放,產(chǎn)品市場前景廣闊,適合于有鹽酸資源的
企業(yè)投資建設(shè)。
石油壓裂支撐劑廣泛應(yīng)用于石油開采行業(yè),傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是以鋁土礦為主要材料,調(diào)整配料中
的鋁硅比,再附以其它礦物,經(jīng)研磨、混合、造粒、燒結(jié)而成。本工藝將經(jīng)無害化處置后的鋁灰與其
它礦物混合后研磨,再經(jīng)混合、造粒、燒結(jié)、篩分、包裝制得石油壓裂支撐劑產(chǎn)品,其特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了
對鋁灰的整體利用,生產(chǎn)成本低、環(huán)保、無害、經(jīng)濟(jì)效益顯著,為二次鋁灰資源化利用的較佳途徑。
綜上所述,鋁灰是一種危險(xiǎn)廢棄物,對其進(jìn)行無害化處置與資源化利用勢在必行,研究開發(fā)先進(jìn)、
實(shí)用的無害化處置與資源化利用新工藝并將其應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐,有利于電解鋁行業(yè)的可持續(xù)、綠色化發(fā)
展。我公司成功研發(fā)的二次鋁灰資源化利用新技術(shù),為二次鋁灰的無害化處置與資源化利用開辟了切實(shí)、
可行的新途徑。