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【原创】铝灰渣管控升级,要求企业刀刃向内,对准自己!

昧光

2026.6.10  |  点击 884次

Ta的动态
导读你们是怎么处理铝灰渣的?湿法、火法、湿法-火法联合法还是石灰窑法?

中国粉体网讯 5月6日,生态环境部正式发布《铝冶炼行业危险废物污染控制技术规范(征求意见稿)》,将铝灰、铝渣、盐渣、炭渣、大修渣、除尘灰等六类危废纳入“收集—贮存—运输—利用—处置”全链条管控。



技术新规着力于推动铝灰治理从“末端追罚”转换为“源头管控+全链条闭环”,铝灰处置的违法成本大大提高,或将从罚款变为产能淘汰。不要怀疑技术新规能否真正堵住非法处置铝灰的裂缝,非法处置铝灰的成本上升才是关键,由此倒逼技术升级,解决危险固废处置技术短板才是核心目的。


为什么要出一个技术新规,真能靠它逐渐解决问题吗?


当前铝灰正规处置成本约在800元至1500元/吨不等,而非法转包处置成本仅30至50元/吨——价差高达数十倍。中小企业若需同步投入工艺改造和合规处置费用,其综合运营成本将明显上升。值得注意的是,部分地区铝灰处置能力已经出现阶段性过剩。据山东省生态环境厅2025年9月公告,全省废矿物油、废催化剂、废活性炭、煤焦油、铝灰等类别危废利用及综合处置能力均呈现过剩态势。这意味着,单纯依靠市场增加处置供给并不能自动解决铝灰合规处置问题,必须从源头管控和标准倒逼入手,这也是企业的需求。而技术新规的工艺优化要求,就是在“增加处置供给”这条高消费的旧路径之外,给企业开辟了一条低成本的“从源头减少产生量”的新路径。


对于尚未升级技术的企业而言,熬过阵痛期,把铝灰渣自我消纳这一关过了,甚至是把铝灰渣转变为产品才是长久之计。


铝灰渣是有价值的危险固废


在原铝冶炼、铝合金加工和熔铸过程中产生的浮渣,称为一次铝灰。每生产和铸造1t铝,就会产生25~50kg一次铝灰。一次铝灰回收其中的单质铝后成为二次铝灰。二次铝灰中富含有大量氮化铝(AIN)、碳化铝(A14C3)、金属铝(AI)等可回收资源,以及氮化物、可溶盐(Na、K、CI、F等)氟化物等杂质。


铝灰渣


一次铝灰和二次铝灰的成分


铝灰渣无害化处理工艺


(1)湿法处理工艺


湿法工艺中常用的有水浸、酸浸和碱浸。


目前铝灰渣湿法处理工艺主要通过水浸过程,促使铝灰渣中的AIN发生水解反应,生成Al(OH)3并释放NH3,逸出的NH3经吸收后可用于制备氨水或铵盐类产物等。同时,铝灰渣中少量的Al3C4金属铝与水发生反应生成Al(OH)CH3和H2,可燃性气体CH4,和H2可作为系统燃料回收利用。


湿法工艺的优点是投资相对较小、产品多样化,缺点是生产工艺较为复杂、技术水平良莠不齐、产生的过程废水处置难度大、生产过程安全风险较大。


(a)湿法工艺;(b)火法工艺


近年来,比较突出的铝灰湿法工艺研究成果是中铝郑州有色金属研究院有限公司发明的一种二次铝灰全量资源化利用的方法。该方法实现了铝灰中资源的全量化回收,铝灰中惰性铝转变为惰性高铝料产品,可溶铝转变为磷酸二氢铝产品,可溶盐转变为高附加值的无机胶粘剂产品,氮转变为磷酸二氢氨产品。


目前该技术已在国内5家企业成功推广应用,年处理铝灰渣56万吨,解决了金属铝深度提取和有价组分高效解离回收利用难题,残渣中金属铝含量低于2%,实现氮化铝等活性组分水解率大于95%,释放的可燃气、氨气和氢气全部梯级回收利用,盐组分回收率高于98%,无害化高铝料制备的镁铝尖晶石、铝酸钙及铝酸钠等产品满足标准要求。


(2)火法处理工艺


铝灰渣火法处理工艺采用高温热解技术,将铝灰渣与适量助熔剂混合后置于窑炉内煅烧,该过程在固化氟的同时将AIN转化为Al2O3和N2,将Al3C4转化为Al2O3和CO2,从而消除铝灰渣的反应活性。火法工艺的关键控制参数包括温度、时间和氧化气氛。


铝灰渣火法处理工艺,可通过调整原料配比定向合成不同产品。例如添加碳酸钠等碱性物质制备偏铝酸钠,进而制备净水剂或建筑基材,还可添加特定比例的石灰石粉制备铝酸钙,产品可以用于炼钢作为精炼剂。


整体而言,火法工艺具有工艺流程短、毒性组分脱除率较高等优点,但同时也具有投资较大、能耗较高、烟气污染物控制难度大等缺点。


(3)湿法-火法两段式联合处理工艺


湿法-火法两段式联合处理工艺采用分段式资源化策略。


首先,铝灰渣经溶解过滤后,滤液返回拜耳法生产流程循环利用,反应副产物H2用作Al2O3焙烧燃料,释放的NH3净化吸收后制成氨水,输送至氨法脱硫系统。其次,滤饼添加石灰乳等药剂后进行烧结,所得熟料经碱液浸出获得偏铝酸钠(Al2Na2O),溶解后沉降分离,液相进入拜耳法生产流程形成冶金级Al2O3、CI、F等有害元素富集于钙硅渣/钠硅渣固相中实现稳定化。


该工艺Al2O3回收率不低于95%,NH3吸收率不低于98%,H2利用率不低于95%,Al2O3产品达到GB/T24487一2022《氧化铝》标准要求,能同步实现铝灰渣污染治理和Al2O3资源回收。铝灰处置工艺简单高效,系统安全可靠,但面临工艺流程复杂,基础设施投资高等工程化挑战。


(c)湿法-火法工艺;(d)火法-湿法工艺


当前铝灰渣综合利用技术和产品发展方向


(1)铝回收


针对铝灰渣中的铝回收技术涵盖物理分离、热化学处理、湿法回收等多样化路径。在物理分离方面,通过破碎、筛分、磁选等手段。热化学处理中,煅烧和熔炼工艺较为常见。湿法回收主要涉及酸浸、水解等工艺。


(2)铝合金提炼


铝灰渣通过物理分离、熔炼、电解等方法可实现铝合金的有效回收。


(3)铝灰渣制备免烧砖


利用铝灰渣制备免烧砖可以降低生产成本、减少能源消耗、缩短制作时间,同时还可以提高抗压强度。


(4)铝灰渣制备地聚物胶凝材料


利用铝灰渣制备地质聚合物胶凝材料,具有力学性能高、阻燃和保温的特点,可实现铝灰渣的绿色处置与资源化利用。


(5)铝灰渣制备铝电解阳极防氧化材料


铝灰渣用于制备阳极防氧化材料,可起到降低阳极氧化速率、延长阳极使用寿命的作用。


(6)铝灰渣制备泡沫微晶玻璃


利用铝灰渣制备的泡沫微晶玻璃孔隙分布均匀,具有轻质、高强、隔热的特点。


(7)铝灰渣制备净水剂


利用铝灰渣制备净水剂,有助于降低处理成本。


(8)铝灰渣与固废/废液协同处理


铝灰渣与不同固废/废液的协同处理已形成多种技术路径,包括与硅灰、废催化剂、大修渣、废酸、粉煤灰、锌焙砂、铜渣、垃圾焚烧飞灰等协同处理,实现高附加值产品、有价金属回收等多重目标。


结语


铝灰渣的处理工艺主要包括湿法、火法以及湿法-火法联合处理3种工艺。湿法侧重于回收Al2O3实现铝灰渣的解毒处理;火法则注重铝灰渣的规模化利用,通过制成水泥、陶瓷、玻璃、路用材料等对有害物质固定化。


参考文献:

杨健慈:铝灰渣湿法处理工艺流程及产污环节分析,广东和信环保咨询有限公司

刘传义:铝灰渣安全绿色资源化利用技术进展,中国交通建设集团有限公司

范威:基于专利分析的铝灰渣综合利用技术研究

科技日报:郑州研究院“铝灰渣湿法全量化利用技术”破解铝冶炼固废难题

李璟:二次铝灰湿法提炼过程氨的回收利用研究,TCL环保科技股份有限公司


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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