【铝灰铝渣常见问题】| 二次铝灰无害处置和资源化利用的9问9答
重庆年产6万吨铝灰项目投产
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2023年8月24日，重庆中明硕庆再生资源综合利用有限公司6万吨/年铝灰、铝渣无害化处置利用项目点火仪式隆重举行。感谢您选择广东环美MVR蒸发系统及配套除氟、除硬度系统。
广东环美铝灰、铝渣无害化处置及利用
经典案例1
重庆中明硕庆再生资源综合利用有限公司
年产6万吨铝灰、铝渣无害化处置及利用项目
水处理能力：300t/d（其中5t/h MVR蒸发器1台、7t/h MVR蒸发器1台）
浓盐水脱氟脱钙成套设备及配套蒸发浓缩结晶工程
四川广元TCL海能10万吨铝灰项目
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四川TCL海能环保科技有限公司，位于广元市经济技术开发区袁家坝创业产业园，成立于2021年12月23日，是一家规模大、固定投入高、设备先进的专业铝灰处置公司。感谢您选择广东环美蒸发量15t/h的蒸发系统及配套的除氟、除硬度预处理系统。
广东环美铝灰、铝渣无害化处置及利用
经典案例2
四川TCL海能铝业有限公司
年产10万吨铝灰全资源综合利用项目
水处理能力：480t/d（含1套15t/h三效蒸发器）
浓盐水除氟脱钙及配套蒸发浓缩结晶项目
01
再生铝灰为何被列为危险废物？
继铝灰被列为危险废物后，2019年，再生铝灰被列入《国家危险废物名录》。之所以将再生铝灰列入危险废物名录，是因为再生铝灰具有明显的反应性和化学毒性。我们知道，再生铝灰中通常含有氮化铝、金属铝、碳化铝和氟化物。其中含有的氮化铝、金属铝和碳化铝与水或潮湿气体接触会发生水解反应，分别生成氢氧化铝、氨、氢气和甲烷。氨的生成会污染大气和储区水体和土壤。氢气和甲烷是易燃易爆气体，它们的产生和排放会造成重大安全隐患。所含的氟化物是有毒有害物质，其分解释放还会污染水体和土壤，严重危及储区及周边居民和牲畜的安全。鉴于这些因素，再生铝灰被列为危险废物。
02
再生铝灰无害化处置的方法有哪些？
再生铝灰的无害化处置方法有湿法和干法两种。
湿法即水解法，又称水洗法，该方法是根据铝灰中的氮化铝、金属铝、碳化铝易与水发生反应生成氢氧化铝、氨、氢气、甲烷的物理性质，通过水解反应实现铝灰中有害物质的转化，转化过程将氨、氢气、甲烷气体挥发并收集处理，同时将二次铝灰中的可溶性氟化物固化，从而完成铝灰由危险废物向一般工业废物的转化，实现二次铝灰的无害化处置。
干法为热处理方法，即煅烧法。该方法是利用二次铝灰中的氮化铝在高温、有氧条件下经焙烧可转化为氧化铝和氮气的原理，通过焙烧将铝灰中所含的氮化铝、金属铝、碳化铝转化为氧化铝、氮气和二氧化碳，该处理过程同时实现氟化物的固化，从而实现二次铝灰的无害化处置。
03
水解法处理铝灰有哪些局限性？
水解法是铝灰无害化处置常用的方法，但人们往往认为其比较简单，以为用水洗就可以了，殊不知水解法处理二次铝灰是有条件的。同时，还存在氮化铝分解不完全、氨回收方案需优化、水解过程中存在氨气、氢气、甲烷气体爆炸安全隐患等问题。尤其是氮化铝分解不完全的问题，主要是氮化铝水解过程中易在颗粒表面形成水合氧化铝，阻碍水与氮化铝的进一步接触，使氮化铝与水的水解反应受到限制，最终使脱氮率被限制在70%以下，甚至低于50%，铝灰处置后难以达标。同时，处置过程中氮化铝分解产生的氨气在水中溶解度较大。 如何更有效地将氨从浆液体系中分离出来是一个值得考虑的问题。
此外，挥发掉的氨是否以氨水或铵盐形式回收，如何避免因氨回收不彻底或氨水二次挥发对环境造成的影响也是值得关注的问题。
04
水解法处理铝灰氨气的方法有哪些？各有什么优缺点？
铝灰处置过程中产生的氢气、甲烷均为易燃易爆气体，防止和控制处理过程中的燃烧爆炸事故，保证安全生产是铝灰无害化处置的前提。
铝水解产生的氨水的处置方法是回收氨水和铵盐。回收氨水的优点是工艺比较简单，设备投资较少，缺点是氨回收率较低，得到的氨水浓度较低，在1.5～7.5%之间。同时氨水的挥发性使尾气中的氨氮浓度难以达标。铵盐回收工艺通常是指硫酸铵的回收，其优点是处置过程中的尾气可以达标排放，不污染环境。一般工艺中硫酸铵回收工艺需要将收集的硫酸铵溶液蒸发浓缩，运行成本较高。但改进后的氨水回收硫酸铵工艺，无需蒸发硫酸铵溶液，可直接生成硫酸铵晶体，具有很好的应用前景。 目前硫酸铵市场价格在1500元/t以上，回收硫酸铵具有一定的经济效益。
05
水解处理铝灰常用的设备有哪些？
当以回收硫酸铵为目的时，常用的设备有水解反应器、直接结晶硫酸铵回收系统、压滤机、氯盐蒸发结晶系统、高温氯盐结晶器、低温氯盐结晶器、离心机等。
当以回收氨水为目的（得到浓度为20%的氨水）时，常用设备有水解反应器、减速器、总冷凝器、气洗负压系统、压滤机、氯盐蒸发结晶系统、高温氯盐结晶器、低温氯盐结晶器、离心机等。
06
水解法处理铝灰能用来回收可燃气体吗？
理论上，铝灰中金属铝和碳化铝水解产生的氢气和甲烷是可以回收的，但由于二次铝灰中金属铝和碳化铝含量较低且波动较大，不具备回收价值。从国内情况看，铝灰处置过程中可燃性的回收还只是概念，尚未进行相关实验，更没有工业化先例。
07
再生铝灰可以用来生产什么产品？
再生铝灰可生产炼钢用预熔铝酸钙、水处理用铝酸钙、水合铝酸钙、聚合氯化铝、石油压裂支撑剂、清砖以及高附加值的干氟化铝、阻燃剂用冰晶石、氢氧化铝等。其中，生产铝酸钙、聚合氯化铝、石油压裂支撑剂等技术门槛相对较低，工艺简单，设备投资少。
08
再生铝灰无害化处置过程中是否存在安全隐患？
存在安全隐患。安全隐患主要指氮化铝、金属铝、碳化铝水解过程中产生的氨气和可燃气体，其中氨气的爆炸极限为15.5%~27.7%，氢气的爆炸极限为4.0%~75.6%，甲烷的爆炸极限为5%~15%。
09
铝灰无害化处置过程中产生的氯化物如何回收利用？
再生铝灰中含有的氯化物为氯化钾和氯化钠，目前国内回收工艺是回收混盐，即氯化钠和氯化钾的混合物，这种混合物既不能作为工业盐使用，也不能作为农用肥料，没有商业价值。改进后的再生铝灰无害化处理工艺通过技术和设备措施，将氯化钠和氯化钾分离，得到的产品符合工业盐和农用氯化钾的标准。
结尾