来源：《皮革制作与环保科技》陈振坤
摘 要
铝灰产生于电解铝、铝加工和再生铝行业中所有铝发生熔融的工序，属于危险废物（HW48），可分为一次铝灰和二次铝灰，其中一次铝灰由于含有大量的金属铝，具有较高的回收利用价值，国内已有比较成熟的工艺。二次铝灰主要为氧化铝、氮化铝及其它氧化物，目前主要采用湿法及火法无害化处置工艺。本文主要对国内现有的铝灰综合利用技术进行比较，指出对于二次铝灰的无害化处置仍存在回收利用率低、产生的二次污染治理成本高、产品附加值低等缺点。因此，开发成本低、污染小及附加值高的综合利用技术将是破解铝灰处置难题的关键。
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引 言
作为世界第一铝制品生产大国，我国的铝工业每年产生的铝灰量近350万吨。《国家危险废物名录（2021年版）》将电解铝、铝加工及再生铝行业产生的铝灰列为危险废物（HW48），要求按照危险废物的相关要求处置铝灰，而现阶段铝灰处置方式主要有填埋和水泥窑协同处置，由于其处置能力有限，且处置成本较高，达到1 000元/吨以上，导致铝灰跨省非法倾倒案件时有发生。由于铝灰中含有许多可以利用的物质，对铝灰进行资源化利用，不仅具有良好的经济效益，也有较好的环境效益。
02
铝灰简介
2.1 铝灰来源及成分
铝灰产生于电解铝、铝加工和再生铝行业中所有铝发生熔融的工序，根据铝灰在回收利用过程中的使用次数和金属铝含量，可将铝灰分为一次铝灰和二次铝灰，其主要成分见表1。一次铝灰含有大量的金属铝，具有较高的回收利用价值，回收利用较普遍；二次铝灰金属铝含量一般在5%以下，由于其资源化利用难度较大，多数企业采取填埋进行处理。
表1 铝灰的主要成分（%）
2.2 铝灰危险特性
我国颁布的《国家危险废物名录（2021年版）》将铝灰列为危险废物，并将其危险特性分为反应性和毒性两类，其反应性来自铝灰中的金属铝、氮化铝和碳化铝，这些物质遇水分别产生氢气、氨气和甲烷等有毒有害气体；毒性主要来自生产过程中的氟化物和重金属残留 物。
2.3 对环境的危害
铝灰主要对大气、地下水和土壤环境的造成污染。铝灰中的金属铝、氮化铝、碳化铝与空气中的水发生反应生成氨气、氢气、甲烷等有毒有害气体并污染环境；铝灰中的氟化物及重金属（砷、铅、铬、镉等）会对土壤及地下水造成污染；铝灰中的氯化物会导致土壤盐碱化。
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铝灰的综合利用
目前对于铝灰的综合利用主要是提取铝灰中的金属铝，对剩余的二次铝灰再进行无害化处置，并回收其中的氧化铝，用于制备净水剂、脱氧剂、耐火材料、建筑材料等，具体如图1所示。
图1 铝灰综合利用技术路线
3.1 回收一次铝灰的金属铝
对于金属铝的回收，国内已经有比较成熟的工艺技术并投入工业化生产，主要有炒灰法、回转炉法、压榨法、电选法及球磨筛分法等。各种方法的比较见表2。
表2 一次铝灰回收金属铝方法比较
3.2 二次铝灰的无害化处置
铝灰经过一次或多次回收金属铝后，铝含量已经很低，主要含有氧化铝、氮化铝、铁硅镁氧化物、氯化物、氟化物等。铝灰无害化处置主要是去除铝灰中的有害成分，主要是脱氮、固氟、除盐，使生产的产品符合相应的国家或行业产品质量标准。目前，国内企业对于二次铝灰的无害化处置可分为湿法及火法。
3.2.1 湿法
铝灰湿法回收处理一般是指将铝灰放入浸出液中，浸出的金属铝及其化合物、浸出渣则作为固废进行处理，其工艺流程如图2所示。
图2 典型铝灰湿法处置工艺流程
3.2.2 火法
将铝灰与石灰石按一定比例混合，经球磨筛分后，均匀地送入回转窑煅烧（煅烧温度在1 100 ℃～1 300 ℃），再经冷却、后加工，生产出铝酸钙成品，从而实现废铝灰的资源综合利用，铝灰火法处置工艺流程如图3所示。
图3 典型铝灰火法处置工艺流程
上述两种二次铝灰无害化处置工艺的比较见表3。
表3 二次铝灰无害化处置工艺比较
从表3可以看出，虽然火法较湿法可实现铝灰100%综合利用，同时具有运行管理要求不高、环境风险较小等优点，但其也存在投资大、废气治理成本高、产品附加值低等问题。
3.3 铝灰资源化利用
二次铝灰经无害化处理后，可作为再生资源进行综合利用，相关产品主要包括硫酸铝、脱氧剂、耐火材料、净水剂、建筑材料、陶瓷原料等，详见图4。近年来，对于用铝灰生产石油催化剂、分子筛、冰晶石、氟化铝等高附加值产品已取得重大进展，并已成功进行了工业化尝试，展示了铝灰资源化利用的广阔前景。
图4 铝灰资源化利用方向
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结语及建议
铝灰可分为一次铝灰和二次铝灰，均属于危险废物，含有大量的铝及其化合物，具有很大的回收利用价值。当前，我国对铝灰的综合利用主要集中在金属铝的回收，对于二次铝灰无害化处置仍存在回收利用率低、所产生的二次污染治理成本高、产品附加值低等缺点，因此，开发低成本、污染小及高附加值的综合利用技术将是破解铝灰处置难题的关键，也将创造良好的经济和环境效益。
危险废物资源化利用的前提条件是要有国家、地方政府制定或行业通行的被替代原料生产的产品质量标准，因此铝灰的资源化利用需完善相应的产品质量标准，同时建议省级生态环境部门要加快制定危险废物点对点定向利用方案，促进铝灰的资源化利用。
END
政策法规
☞最新消息丨环境厅印发：《危险废物集中收集体系建设工作方案（试行）》
☞ 《2021中国生态环境状况公报》
☞ 《广西壮族自治区固体废物污染环境防治条例》7月1日施行
☞ 11部门联合印发：十四五大宗固体废弃物综合利用实施方案！
行业资讯
☞王琪：应确立危险废物填埋有限存放的技术定位。
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干货分享
☞ 危险废物填埋场渗滤液固化处置效果评估
☞危险废物焚烧——进料技术介绍
☞小微企业危险废物管理思路探讨
☞危险废物的热解-气化/燃烧模拟研究
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