佛山（华南）新材料研究院铝灰清洁资源化高效处理技术破解铝灰渣处置难题
近日，佛山（华南）新材料研究院产业园引进高新技术产业化项目，可为大型铝加工企业提供铝灰资源化利用、（危险）废弃物零排放的综合解决方案。
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项目背景
我国是铝生产和消费大国。 2022年我国原铝产量为4021.4万吨，约占全球原铝产量的59%。 随着铝工业的快速发展，原铝的电解制备、加工和再生过程中会产生大量的铝灰（渣）。 最新颁布的《国家危险废物名录（2021年版）》明确将铝灰（渣）列为危险固体废物（废物代码：321-024/025/026-48）。 其中，1吨原铝产生8~15kg电解铝灰，1吨铝产品加工（包括冶炼、合金制备、铸锭等）产生20~50kg铝灰渣，1吨铝制品加工（包括冶炼、合金制备、铸锭等）产生铝灰渣20~50kg。铝合金回收产生约80~200kg铝灰。 据此计算，我国各类铝灰渣年排放量在400万吨以上。
图片：铝灰（渣）
铝灰（渣）具有造成环境危害和资源浪费的双重特点：一方面含有大量的金属铝和铝化合物，具有较高的工业回收和再利用价值； 另一方面，常含有氮化物、Cr、Cd、Pb等重金属元素和F-、Cl-、CN-等有害离子大量积累时，空气中的水分极易形成刺激性易燃物。 NH3 和 CH4 等气体。 铝灰的大规模填埋不仅会污染土壤，还会因重金属元素和有害离子的迁移而导致地下水污染。 随着我国经济逐步从高速发展转向高质量可持续发展，迫切需要发展铝灰高值、短流程、清洁资源处理技术。
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铝灰（渣）处理现状
从原铝灰（渣）中提取金属铝后，可得到二次铝灰（金属铝含量3~5%，俗称黑灰）。 其中，火法回收加工技术多用于金属铝的提取。 代表性技术有：炒灰法、回转窑加热法、压机冷却回收法、等离子快速熔化法、法和MRM法等。
对于再生铝灰，由于其含有超过60wt%的Al2O3，目前主流技术是通过火法或湿法工艺利用再生铝灰中的氧化铝。 其中湿法工艺主要通过酸或碱溶液脱除铝灰中的N、F和Cl，得到氧化铝，以及氨、氟化盐和氯化盐产品。 该方法流程长，产生大量废液，投资大，经济性差。 火烧工艺主要通过高温手段去除铝灰中的有害杂质，实现铝灰的综合利用。 其代表产品包括：水处理剂、耐火材料、建筑及道路材料。 目前，该方法仍存在产品附加值低、能耗高、生产环节差等一系列问题。
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铝灰清洁资源高效处理技术
公司经过多年的研发和技术攻关，成功研发出基于纯氧燃烧处理技术和气液固三相分离技术的二次铝灰清洁资源化利用及连续处理方法，并已获得授权专利5项。 （其中发明专利2项）。 生产过程烟气排放符合相关环保标准。 项目产品为炼钢用高附加值预熔铝酸钙精炼渣（符合钢铁行业标准YB/T4265-2011）。 经第三方权威机构检测，产品无浸出毒性。
图：铝灰清洁高效处理生产现场图及精炼渣产品图
基于纯氧处理技术和气液固三相分离技术，与传统的混合、烧结、预熔铝酸钙精炼渣（主要由电炉和平炉制备）相比，生产的预熔铝公司生产的钙酸精炼渣具有成分均匀、密度高（>2.75g/cm3）、不吸水、不粉化、低N（<）、S（<）、P（<）等综合优点，和 B (<) 元素。 已在南钢、广东韶钢、台湾省中钢等企业使用，并受到广泛好评。