鋁灰分一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰是電解氧化鋁生產(chǎn)原鋁過程中產(chǎn)生一種不熔于鋁液的浮渣,顏色通常為白色,故又稱白灰。一次鋁灰中金屬鋁含量15%-85%。此外,還含有氟化鹽、氧化鋁和氮化鋁等物質(zhì)。二次鋁灰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,顏色呈黑色,又稱黑灰。主要成分為氧化鋁、氮化鋁,并含有少量的金屬鋁、鹽類等。通常含氧化鋁在60%上下,同時含有氟化鹽、氯化物和其它重金屬氧化物等有毒有害物質(zhì)。

鋁灰中所含氮化鋁具有較高的反應(yīng)活性,遇水或與潮濕的空氣接觸,極易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和有毒有害的氨氣,由此造成對空氣的污染。并且鋁灰中含有氟化物、氯化物,長期堆積將對土壤和地下水造成嚴(yán)重污染,影響堆放區(qū)及周邊居民的生活安 全。
對鋁灰的無害化處置,首要的是脫除或分解其中所含氮化鋁,去除其反應(yīng)性,從根本上解決鋁灰潮解所釋放氨氣對大氣環(huán)境的影響。然后脫除其中的氟化物,去除對土壤、水體的污染。
鋁灰經(jīng)過前道球磨分離篩分,灰渣進(jìn)入一次反應(yīng)釜,通過脫氨劑與催化劑,將鋁灰中的可溶氨快速轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨(氨氣),經(jīng)過濾后再循環(huán)反應(yīng)過濾一次,產(chǎn)生的濾泥壓制制磚(鋁灰添加量20%,輔以水泥、黃沙等),前面兩次反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣經(jīng)硫酸(濃度95%)中和形成硫酸銨,過程中產(chǎn)生的濾液收集后回用不外排,各道工序的衍生產(chǎn)物為原始鋁灰、硫酸銨副產(chǎn)品、高鋁建材替代料、鋁灰制水泥磚、粗鋁顆粒五大類。1、生產(chǎn)成本約1200元/噸,投資成本約1000元/噸;2、水解反應(yīng)過程時間較長,約2小時/釜,溫度約80℃;3、反應(yīng)后產(chǎn)物:鋁灰反應(yīng)后產(chǎn)物重金屬、硫酸銨純度、氨氣中氫氣含量和安 全、飽和濃度污水循環(huán)結(jié)晶等問題待進(jìn)一步解決。
二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在髙效連續(xù)多段反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水解浸出反應(yīng),并通過精準(zhǔn)調(diào)控反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等工藝條件,實現(xiàn)活性組分催化強化分解以及可溶鹽類的快速浸出,達(dá)到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中,二次鋁灰分解釋放的氨氣經(jīng)氨吸收系統(tǒng)制備成 20%濃度的氨水產(chǎn)品;活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃?xì)饨?jīng)集氣系統(tǒng)收集作為二次燃料使用;可溶性鹽類經(jīng)過提純及蒸發(fā)結(jié)晶制備成鋁用精煉劑產(chǎn)品;二次鋁灰處理后的惰性渣則經(jīng)分離烘干制備成高鋁料,氧化鋁含量>75%,可作為高品質(zhì)鋁土礦的替代產(chǎn)品制備成耐火材料、水處理劑用鋁酸鈣、冶金精煉劑等產(chǎn)品,實現(xiàn)鋁灰的增值利用。① 采用多段連續(xù)催化強化水解浸出工藝,促進(jìn)鋁灰中活性組分的深度解離和鹽組分浸出,處置更徹底、更髙效。② 經(jīng)處理得到的高鋁料,氧化鋁含量高、雜質(zhì)含量較少,達(dá)到高品位鋁礬土的使用要求,可作為中間產(chǎn)品用于制備耐火材料、凈水劑、建材和冶金助劑等,實現(xiàn)了鋁灰全量化資源利用。③ 工藝簡單,系統(tǒng)安 全可靠,無二次污染,梯級全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分,實現(xiàn)產(chǎn)品清潔增值和廢物零排放。④ 工藝流程長,投資成本較高,占地面積較大。產(chǎn)品純度問題。
火法髙效穩(wěn)定化處理,實現(xiàn)二次鋁灰中活性組分清潔轉(zhuǎn)化成氧化鋁;穩(wěn)定化鋁灰通過快速洗脫,實現(xiàn)鹽組分髙效分離,蒸發(fā)結(jié)晶制取結(jié)晶精煉鹽,脫水濾餅烘干得到穩(wěn)定化高鋁料,其氧化鋁含量>75%,達(dá)到高品位鋁礬土。① 處理過程清潔髙效、無可燃性及污染性其他排放、工藝流程簡單可靠,得到的高鋁料氧化鋁含量>75%,可溶性鹽<0.5%,氮化鋁<1%,浸出 pH 值<9.0,可溶性氟化物<10mg/L,滿足《危險廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》標(biāo)準(zhǔn)要求;二次鋁灰精煉鹽回收率>95%。② 高鋁料制備的鋁酸鈣粉達(dá)到《水處理劑用鋁酸鈣》(GB/T 29341-2012)標(biāo)準(zhǔn)要求,鋁酸鈣精煉劑產(chǎn)品達(dá)到《煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣》(YB/T4265-2011)標(biāo)準(zhǔn)要求,高鋁磚和鎂鋁尖晶石產(chǎn)品分別達(dá)到《高鋁磚》(GBT 2988-2012)及《鎂鋁尖晶石》(GBT 26564-2011)標(biāo)準(zhǔn)要求。③工藝流程長,投資成本較高,占地面積較大,生產(chǎn)成本較高。 采用熱解協(xié)同無害化處置技術(shù)(環(huán)保炒灰),目的是為鋁灰通過全自動鋁灰預(yù)處理系統(tǒng)后,分為鋁和灰的分離,其中金屬鋁經(jīng)熔鑄生產(chǎn)成品鋁錠(塊)可以出售;分離出來的灰經(jīng)過氧化鋁預(yù)處理系統(tǒng)(配比、均化、培燒、900℃、10%氧化鈣、)處理,生成氧化鋁,后續(xù)凈水劑生產(chǎn)線,生產(chǎn)出成品聚合氯化鋁。
二、工藝分析
① 投資省,技術(shù)成熟。
② 工藝流程較長,環(huán)保要求較高區(qū)域準(zhǔn)入難度需考慮。
一、工藝介紹
二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在髙效連續(xù)多段反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水解浸出反應(yīng),并通過精準(zhǔn)調(diào)控反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間等工藝條件,實現(xiàn)活性組分催化強化分解以及可溶鹽類的快速浸出,達(dá)到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中,二次鋁灰分解釋放的氨氣經(jīng)氨吸收系統(tǒng)制備成20%濃度的氨水產(chǎn)品;活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃?xì)饨?jīng)集氣系統(tǒng)收集作為二次燃料使用;可溶性鹽類經(jīng)過提純及蒸發(fā)結(jié)晶制備成鋁用精煉劑產(chǎn)品;二次鋁灰處理后的惰性渣則經(jīng)分離烘干制備成高鋁料,高鋁料與碳酸鈣在回轉(zhuǎn)窯高溫反應(yīng),生產(chǎn)鋁酸鈣。
二、工藝分析
① 處置更徹底、更髙效,蕞終產(chǎn)品市場空間大。
② 工藝簡單,系統(tǒng)安 全可靠,無二次污染,梯級全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分,實現(xiàn)產(chǎn)品清潔增值和廢物零排放。
③ 工藝流程長,投資和占地面積較大。
鋁灰、鋁渣進(jìn)入分選車間,經(jīng)過三篩兩磨工藝分選后,分選出的鋁進(jìn)入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預(yù)熱進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煅燒成為精煉劑,精煉劑冷卻破碎進(jìn)入倉庫保存。① 工藝成熟,設(shè)備簡單,生產(chǎn)成本低國內(nèi)上世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)基礎(chǔ)上改進(jìn)。② 投資省,占地面積小,無二次污染,產(chǎn)品方案多樣化。③ 能耗指標(biāo)要求高,對能耗準(zhǔn)入要求高區(qū)域不利。
二次鋁灰生產(chǎn)煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣介紹
一、工藝流程介紹
外購的鋁灰、鋁渣(屬于危廢)以噸袋包裝的形式運送至廠區(qū),卸料進(jìn)入原料庫儲存。鋁灰、鋁渣進(jìn)入分選車間,經(jīng)過三篩兩磨工藝分選后,分選出的鋁進(jìn)入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預(yù)熱進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煅燒成為精煉劑,精煉劑冷卻破碎進(jìn)入倉庫保存。 該工藝處理的鋁灰、爐渣經(jīng)分選車間分選處理后的鋁灰與石灰石粉進(jìn)入均化庫,混合后的物料中主要成分為Al2O3、Al、CaCO3等,混合物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯,經(jīng)高溫煅燒后產(chǎn)生鋁酸鈣CaO·Al2O3(Ca(AlO2)2)。① Al與氧氣在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng):② CaCO3 在高溫下發(fā)生分解反應(yīng):③ CaO 和 Al2O3高溫煅燒情況下發(fā)生化合反應(yīng):CaO(s)+Al2O3(s)→Ca(AlO2)2④ A1N(氮化鋁)在高溫煅燒的情況下向 A1203 轉(zhuǎn)化,化學(xué)反應(yīng):二、二次鋁灰生產(chǎn)煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣工藝優(yōu)點1、采用鋁灰生產(chǎn)精煉劑廢物利用,變廢為寶,利國利民,節(jié)省能源,用廢鋁灰和石灰石在回轉(zhuǎn)窯里面煅燒而成,沒有污染,沒有殘渣,生產(chǎn)精煉劑是煉鋼用產(chǎn)品,在國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)。2、精煉劑在煉鋼爐的使用起到脫氧脫硫,造渣,提高鋼的品質(zhì)的作用,目前該產(chǎn)品已出口到,歐洲,日本,韓國,印度等國家,受到國外用戶的好評。3、用廢鋁灰生產(chǎn)精煉劑減少了鋁礬土的使用,節(jié)省了國家的礦產(chǎn)資源,解決了廢鋁灰污染的問題。4、回收部分高純度的鋁產(chǎn)品,產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益和社會環(huán)境效益。5、鋁提煉工藝不涉及任何化學(xué)過程,過程安 全可控,精煉渣生產(chǎn)裝置采用回轉(zhuǎn)窯設(shè)備,生產(chǎn)過程安 全環(huán)保,符合國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)政策。6、不產(chǎn)生二次廢渣/廢灰污染,將廢鋁灰100%全部回收利用。

重慶中明碩清再生資源綜合利用有限公司
年產(chǎn)6萬噸鋁灰鋁渣無害化處置及利用項目
處理水量:300/d(包含1套5t/h MVR蒸發(fā)器、1套7t/h MVR蒸發(fā)器)
濃鹽水脫氟脫鈣成套裝置及配套蒸發(fā)濃縮結(jié)晶項目

四川TCL海能鋁業(yè)有限公司
年產(chǎn)10萬噸鋁灰全量化資源綜合利用項目
處理水量:480t/d(包含1套15t/h三效蒸發(fā)器)
濃鹽水脫氟脫鈣及配套蒸發(fā)濃縮結(jié)晶項目