高工杜建伟：再生铝行业污染防治技术政策与铝灰渣资源化技术研究
生态环境部华南环境科学研究所高级工程师杜建伟在“2019中国汽车新材料应用高峰论坛暨第七届铝加工产业链供需交易峰会”上就再生铝行业污染防治技术政策、铝灰资源化技术研究等做了详细的政策解读和技术分析。他表示，近年来，国家发改委、工信部、生态环境部等部门针对再生铝行业发展和污染防治现状，对再生铝企业准入、生产工艺、末端治理技术等提出了具体要求，为我国再生铝行业污染防治技术进步提供了政策支持，促进了行业整体水平的提升和健康发展。
再生铝行业污染防治技术政策
铝灰资源化利用技术研究
再生铝行业概况
特点一：再生铝在过去十年发展迅速；
特点二：国内废铝回收持续增长；
2016年，我国废铝回收总量约443万吨，较2015年增长8.05%，较2006年的93万吨增长376.34%。
特点三：废铝进口量持续减少。
进口量自2011年起连续六年下降。
1.再生铝重点产业集群已形成
珠三角、长三角、环渤海、成渝经济区等地区逐渐形成了废铝加工利用中心；珠三角地区有规模企业10余家，区域年生产能力180余万吨；江浙沪地区有规模企业15余家，区域年生产能力约200万吨；环渤海地区有规模企业近10家，区域年生产能力约100万吨。
2.行业规模逐步扩大
年实际产量5万吨以上的再生铝企业数量由2003年的2家发展到2016年的30多家；部分再生铝企业实际产量已达到35万吨。
3.工艺技术装备水平逐步提高
铝液搅拌技术、双室反射炉、侧井炉、余热回收利用、铝液直供、蓄热式燃烧等先进技术和装备在我国再生铝企业逐步得到采用，大大提升了行业整体水平。
4、节能减排成效日益显现
与原铝相比，生产1吨再生铝合金可节约标准煤3.4吨、节水14立方米，减少固体废物20吨，节能95%，并大幅减少二氧化碳等有害物质的排放；我们在节能新技术、污染物排放控制等方面不断取得成效。
5.政策法规逐步完善
近年来，国家发改委、工信部、生态环境部等部门针对再生铝产业发展和污染防治现状，出台了一系列相关政策、标准文件：《资源综合利用产品和服务增值税优惠政策目录》、《再生资源回收体系建设中长期规划（2015-2020年）》、《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准（GB 31574-2015）》、《关于加快循环产业发展的指导意见》等等。
对再生铝企业准入、生产工艺、末端治理技术等提出了具体要求，为我国再生铝行业污染防治技术进步提供了政策支持，促进了行业整体水平的提高和健康发展。
再生铝生产污染排放
主要污染物排放总量通过再生铝企业平均污染水平和收集的再生铝产量估算；
回收1吨废铝会产生150～250公斤铝灰渣，全国每年需处理回收铝渣量超过百万吨。
我国铝灰渣产生量超过350万吨，占2015年我国工业危险废物产生总量（3976.1万吨）的8.8%，占有色金属冶炼及压延加工业危险废物产生总量（619.11万吨）的56.5%。
再生铝行业技术概况
行业管理概览
问题
1、进口废金属原料供应紧张，资源保障难度加大；
我国工业化进程较短，尚未完全进入报废阶段；
《关于禁止洋垃圾进口推进固体废物进口管理制度改革的实施方案》和关于调整《进口废物管理目录》的公告，加大了进口限制力度。
2、废铝回收体系不健全，市场机制不完善；
欧美国家已建立完善的废铝回收体系，废铝可根据不同品质进行回收，废铝及再生铝加工厂已建立有序、相对稳定、严格分类的物流循环。
我国废铝回收体系尚不完善，回收市场较为混乱，市场规范尚未形成，对资源回收行业的发展指导不够细致。
3、多数中小企业设备较差，行业集中度有待进一步提高；
早期技术门槛低，多数企业生产能力较小，中小企业往往只有小型反射炉等简单设备，环保设施投入不足；
行业集中度与发达国家相比还较低，产能过剩200多万吨，开工率仅为70%左右，市场竞争激烈。
4、生产管理不够精细，整体技术水平有待提高；
我国再生铝行业冶炼技术、除杂、铸造技术整体水平与发达国家相比还存在较大差距，综合能耗、污染物排放、资源回收率等关键指标落后；
缺乏对生产过程进行数字化、智能化管控的质量控制手段和技术。
5.创新研发能力不足；
中小企业产品质量还有很大的提升空间，研发能力还跟不上经济发展的需要。
6.预处理过程中缺乏指导和关注；
在预处理阶段，废铝中含有的含氯塑料等杂质比例较高，若在分类筛选方面不加强引导和重视，势必对后续生产过程的杂质去除及气态污染物的产生与处理带来较大的负面影响。
7.对铝渣等固体废物的定性、资源化处理指导不足；
铝灰渣、除尘飞灰等固体废物类别的界定，直接影响企业的环保投入；
对铝灰等固体废物的资源化处理技术研发重视不够。
再生铝行业污染防治技术政策
再生铝行业污染防治技术政策框架：
（1）总则：明确指导思想、适用范围、技术路线等。
（2）生产过程污染防治
（3）大气污染防治——废气收集及处理技术等。
（4）固体废物处理：减量化、资源化、无害化技术
（5）水污染防治——废水收集、处理及回用技术等。
（6）鼓励发展的新技术：尚未应用、正在开发或需要开发的技术
主要内容描述 - 概述
（1）为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国固体废物污染防治法》等法律法规，防治再生铝企业排放废水、废气、固体废物等造成的环境污染，规范污染防治行为，提高污染防治技术水平，促进再生铝产业健康可持续发展，改善环境质量，保障生态安全和人体健康，制定本技术政策。
编写说明：本技术政策规定了主要的法律、法规和政策。
（2）本技术政策所指再生铝产业，是指利用废铝为原料生产铝及铝合金的产业。
编制说明：本技术政策明确了本技术政策的适用对象。本技术政策适用于以废铝为原料生产铝及铝合金的行业。废铝是指金属状态的铝废料，不包括“含氧化铝烟尘”等其他再生铝资源。本适用范围与《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》（-2015）相一致。
（三）本技术政策为指导性文件，主要包括生产过程污染防治、大气污染防治、固体废物处置及综合利用、水污染防治、鼓励研发的新技术等内容，为再生铝行业相关环保规划的制定、达标污染物排放技术的选择、环境影响评价、总量控制、实施排污许可证制度等企业环境管理和污染防治提供技术指导。
编写说明： 本技术政策明确了本技术政策的适用范围。
（四）再生铝行业应加大产业结构调整力度，进一步提高产业集中度，优化产业布局，加快淘汰技术水平低的落后产能，鼓励发展环境友好型、高附加值、功能性产品。
编写说明：本条款的制定体现了再生铝行业污染防治技术政策与产业政策的衔接，旨在促进再生铝产业结构调整，加快淘汰不符合产业政策的小型再生铝企业，依托企业规模效益，保障污染防治设施建设和运行，实现再生铝行业整体污染防治水平的提升，并提出了产业结构与布局要求。
（五）再生铝行业污染防治应遵循全过程污染防治原则，实行分类收集、分类预处理、过程控制、末端治理、风险防范的综合防治技术路线。
编写说明：本技术政策明确了再生铝行业污染防治的技术路线和原则。
（六）再生铝行业应加强污染物排放综合监测，充分掌握常规和特征污染物排放特点，完善环境风险防控体系和环境应急管理体系，开发和应用降低排放水平的污染防治技术。
编写说明：本技术政策要求再生铝行业加强污染物排放环境管理，重点掌握二恶英等特征污染物的产生和排放规律，完善环境风险防控体系和环境应急管理体系，鼓励行业积极研发新型清洁生产和末端治理污染技术。
主要内容描述-生产过程污染防治
（七）积极推广原料分选技术，重点推广轻质杂质分离、涂层及有机非金属杂质分离、金属杂质分选、合金成分精细分选等技术的应用，从原料源头控制减少二氧化硫、氯化物、二恶英等污染物的产生。
制备说明：不同来源的废铝原料在重熔冶炼前均需进行预处理，主要目的是实现废铝分选的机械化、自动化，最大程度去除金属杂质和非金属杂质，对废铝进行有效分选，最终在实现清洁生产的同时提高铝合金产品质量和生产效率。
轻杂质分离技术
涂层与有机非金属杂质分离技术
金属杂质分离技术
合金组分精选技术-破碎、风选、磁选、涡流分选、重介质浮选、光选、X射线分选
（八）鼓励在冶炼过程中使用天然气等清洁能源作为燃料。
准备说明：由于煤炭等固体化石燃料燃烧过程中产生的烟气中含有大量SO2、NOX等污染物，再生铝项目应避免使用此类燃料，在冶炼、精炼工序采用更加清洁的天然气作为燃料，可有效减少大气污染物的产生。
（九）优先采用配备蓄热燃烧系统的先进冶炼炉，回收废烟气热量，提高金属回收率，并建设配套污染防治设备设施。
编制说明：根据工信部发布的《铝行业规范条件》（2013年版），再生铝项目须按照规模化、环境友好型发展模式建设，须采用双室炉、蓄热燃烧系统等先进冶炼炉，满足废烟气热回收需要，提高金属回收率，还须建设配套的铝灰、渣综合回收设备和二恶英防治能力的设施。
（10）鼓励采用旋转喷吹、旋转喷粉、在线精炼等先进的再生铝精炼技术。
制备说明：为了提高再生铝的力学性能，使其更加适合市场需要，必须对再生铝熔体进行精炼。
①旋转喷吹精炼技术：SNIF法、Alpur法是利用快速旋转的石墨气体喷嘴，将精炼气体以微细气泡形式喷入并弥散在熔体中，从而达到除去熔体中氢及部分氧化物夹杂的目的；MINT法是将净化后的气体通过固定在反应器底部锥段的喷嘴吹入熔体，占地面积小，更换合金品种方便，除渣效率高。
②旋转喷粉精炼技术：将熔剂法与旋转喷涂法相结合，形成一种新型的铝合金净化工艺。（Mo-Flux）铝熔体处理法，即旋转喷洒溶剂法，集净化处理（脱气、杂质包覆、脱钙等）、钠化变质处理、磷晶粒细化处理等功能于一体，环境友好，成本适中。
③在线精炼技术：LARS系统采用的独特技术包括：净化气体原位预热、净化气体与铝熔体的摩擦搅拌、反应室体积变化防止气泡聚集、保护气体覆盖等。
主要内容描述-大气污染防治
（十一）根据废气污染物特性、排放规律、工艺设备结构和运行特点，合理设置废气收集装置，强化密闭收集，减少无组织排放。
准备说明：再生铝工艺产生的大气污染物包括粉尘、各种无机和有机污染废气，应根据废气污染物特性、排放规律、工艺设备结构及运行特点，合理确定废气收集罩类型及安装方式，加强密闭收集，最大限度减少无组织排放。
（十二）再生铝冶炼过程中产生的颗粒物应采用袋式除尘器收集处理，鼓励使用微孔膜复合滤料等新型织物材料制成的高效滤筒等高效除尘设备。
编制说明：鼓励使用微孔膜复合滤料等新型织物材料制成的高效滤筒，可有效提高滤袋的寿命，降低对烟气温度的要求。
（十三）通过加氮或氧化将废气中氮氧化物的氧化程度调节至碱溶液吸收的最佳比例，再用碱溶液吸收去除。鼓励采用选择性催化还原等高效处理技术；含氟化氢、氯化氢、二氧化硫的废气应直接用碱溶液吸收去除。
制备说明：应先通过加入NO2或化学氧化的方法将废气中的氮氧化物调节到最佳碱吸收比例50%-60%，再用碱吸收法去除氮氧化物。提倡选择性催化还原法，在催化剂参与的条件下，以氧气或碳氢化合物为还原剂，将烟气中的氮氧化物选择性地还原为氮气。氟化氢、氯化氢、二氧化硫废气应直接用碱溶液吸收。
（14）采用烟气快速冷却、活性炭吸附等技术协同控制二恶英废气，鼓励采用二次燃烧、投加二恶英抑制剂等高效治理技术。
制备说明：二次铝冶炼工艺一般没有烟气快速冷却装置，易重新形成二恶英废气，应采用活性炭吸附法降低烟气阶段的二恶英废气。鼓励采用二次燃烧法处理二恶英废气。在冶炼系统后，建设辅助二次燃烧装置，温度控制在850℃以上，停留时间为2秒；二次燃烧后的烟气应快速进入快速冷却设施，使烟气温度在3-5秒内降至250℃以下，避免二恶英废气重新形成。另外，鼓励使用二恶英抑制剂代替活性炭，通过逆流注入与废气充分混合，降解吸附二恶英气体。
主要内容描述-固体废物处理与处置
（15）再生铝行业产生的固体废物应根据其危险特性进行鉴别、分类，按照“减量化、资源化、无害化”的原则处置和利用。
制备说明：原铝生产过程中产生的固体废物主要有金属杂质、非金属杂质、铝灰、清洗废水沉淀产生的污泥、袋式除尘器收集的含铝粉尘等。废铝预处理过程中产生的镁、锌、铁等金属杂质和废塑料等非金属杂质可回收利用或作为其他生产企业的原料；清洗废水沉淀产生的污泥按一般工业固体废物处理处置。
（十六）再生铝企业应配备热灰处理设备，对最终废弃的铝灰渣开展危险废物鉴别工作。鼓励有条件的企业在厂内开展资源化利用。
制备说明：再生铝冶炼过程中灰分焙烧后产生的铝灰渣，含有硒、砷、钡、烧结、铬、铅等重金属元素，微量氟化物、二恶英等有害成分，但尚未明确列入国家危险废物名录。对此类废物应进行危险废物鉴别，并根据鉴别结果进行处置。鼓励有条件的企业在厂区内进行资源化利用，减少固体废物产生量。
（十七）冶炼过程中布袋除尘装置收集的粉尘含有二恶英等污染物，应当对其进行危险废物鉴别工作；利用活性炭吸附二恶英废气过程中产生的废活性炭属于危险废物，应交由具有危险废物经营许可证的企业处置。
准备说明：冶炼过程中布袋除尘装置收集的颗粒粒径较小，极易富集二恶英，尚未明确列入国家危险废物名录，对此类废物应做好危险废物鉴别工作，目前尚无条件建设二次燃烧装置，且活性炭吸附二恶英废气处理工艺产生的废活性炭属于危险废物，应按照危险废物管理要求进行贮存、转移和处置。
主要内容描述-水污染防治
（十八）再生铝预处理过程中产生的清洗废水、设备冷却水、冷却水应经沉淀等工艺处理后收集循环使用，并采用梯级供水，减少新鲜水使用量。
编制说明：根据《铝工业规范条件》，再生铝企业水循环利用率应达到98%以上。预处理工序的废料清洗废水中可能含有含Cu、Pb等重金属离子的悬浮物、油类等，需收集处理后再循环利用。另外，冶炼炉循环冷却水、铸造冷却水应循环利用，并采用梯级供水，减少新鲜水用量。
19、厂区应实行清污水、雨污分流，初期雨水、地面冲洗水应收集处理、循环利用或达标排放，不得与生活污水混排。
编制说明：初期雨水、场地冲洗水可能含有含Cu、Pb等重金属离子的悬浮物、油类等，需集中收集处理后达标排放。在预处理等对水质要求不高的环节鼓励采用回用处理。生活污水中主要污染物为有机物，工业废水成分较为复杂，若采用混合处理，将增加处理难度。
主要内容描述-鼓励研发的污染防治技术
（20）鼓励研发鼓励磁选、涡流分选、重介质浮选、光选、干法选别等多种组合分选技术的研发。
制备说明：预处理的目的一是进行分选、分类，以利于生产成分和合金成分的控制；其次是去除废铝表面的油、油漆等有机物及其它有害污染物，减少生产过程中对产品和环境的污染。
①研发多项组合分选技术：综合破碎、筛分、磁选、涡流分选、重介质浮选、光选等废铝分选加工技术，提高废铝分选效率和回收率，有效分离不同化学成分的非铝杂质及铝合金。
②干法分选技术：干法分选技术应是今后预处理技术发展的一个重要方向。干法分选节省了预处理环节水资源的消耗，也避免了湿法处理方法将原料清洗过程中的污染物带入预处理废水中，从而增加后续废水处理费用和人力投入，同时也避免了干燥工序的能耗。
（21）鼓励研发低温反射与低温直接辐射相结合的快速熔化技术和快速空冷技术。
编者注：业界公认的制约再生铝合金生产技术发展的三大瓶颈是：能源消耗、铝消耗、环境保护，选择先进的废铝回收冶炼技术是解决这些问题的有效途径。
①低温反射与低温直接照射相结合的快速熔炼技术低温反射与低温直接照射相结合的技术，克服了低温条件下熔炼时间长的难题，有效降低了再生铝合金中气体、夹杂物及铁的含量；减少了废铝材料的烧损，达到了节能减排的目标；实现了炉内高温烟气余热的利用。
②快速空气冷却技术使用空气冷却技术，可以有效地节省水资源，消除冷却塔，冷却水泵和管道系统对冷却水系统至关重要，并避免由水质较差的区域造成的缩放和阻塞。
（xxii）鼓励研究和开发绿色，高效和多功能复合通量纯化技术以及稀土元素精炼技术
准备笔记：在回收铝业中，有效净化废物铝液一直是一个高度关注的问题。
（1）多功能复合通量纯化技术：基于铝融化净化的新理论 - 结合铝融化覆盖保护和化学净化的原理，并利用稀有地球的优势和硼化物的各自优势，多功能的复合范围的纯化，修改，改进的整合，是一种问题修饰和去除铁，并改善纯化效果（尤其是去除铁）；
（2）稀有的元素精炼技术：这个过程充分利用了稀土元素和铝融化的相互作用，并在铝熔体上的稀有地球元素的精炼，纯化和修改功能可以实现铝的综合处理。将在整个治疗过程中产生副产品，这将完全解决废铝回收和冶炼行业的环境污染问题。
（xxiii）鼓励对预防和控制二恶英污染物的关键设备和过程进行研究和开发，并减少废铝冶炼过程中二恶英的产生和发射。
准备说明：在铝生产过程中，尚未清洁和预处理的原材料是二恶英的生产中的关键联系，因此，有必要使用有色金属生产行业来开发和应用预处理技术，从而使“ ”构成“校友”，这是非常有必要的。嗯，预防和控制能力，并开发高温和有效的冶炼设备和工艺以提高燃烧效率，这也是减少二恶英排放的主要手段。
（XXIV）鼓励对铝灰炉炉的来源进行研究和开发，有效地回收有价值的组件，回收残留的炉渣以及无害处置它们。
准备说明：在回收铝的冶炼过程中产生的铝灰炉含有毒性和有害物质，例如重金属，硝酸盐和氟化物，很容易引起严重的环境污染。 INA，阴离子和氯化物盐，除了元素铝外，资源的利用率非常低，导致了大量资源浪费，这是“氧化物综合行业的循环范围，尤其是循环经济的发展，铝灰资源利用技术。
回收铝业中铝灰槽的回收技术的研究
铝炉渣是铝业的残留物，是由在冶炼，重新搅拌，铸造和回收铝的液体金属氧化形成的。
回收1吨废铝将产生150-250公斤的铝灰凹槽，并且在全国范围内处理的可回收铝渣量每年超过100万吨。
环境风险
占领土地空间资源，灌输耕地和农作物大量死亡
当地土壤和水资源的污染，周围牲畜的重金属中毒，居民和植物
颗粒很小，被风吹动，增加了大气中的颗粒物量
与水反应产生大量的NH3，H2，CH4，ASH3和其他易燃，爆炸性和有毒气体
元素分析
浸出毒性
为了进一步阐明铝灰渣的环境风险，根据.3-2007的.3-2007对42铝灰渣样品的浸出毒性进行了测试，11个样品的5个指标超过了危险浪费的浸出毒性标准。
资源技术研究
铝金属的回收：灰烬，旋转窑，重力分离等；
综合利用：生产氯化多铝，烧结材料，陶瓷透明砖等；
氧化铝的回收：电解氧化铝，催化剂，阻燃剂等。
使用碳酸钠作为通量，在一定温度下进行碱烧结，以使铝灰与碱反应产生相应的钠盐，并通过浸泡后的水后溶液和液态溶解后获得铝酸盐溶液。
通过实验结果，可以得出结论，可以通过以一定比例将两种铝灰原材料用无水碳酸钠烤来回收有价值的成分Al，然后再浸出。
浸出率相对较高，S原料的溶解速率可以达到79.30％，而G原材料的溶解速率可以达到88.79％；
在滤清器残留物中检测到的铝灰中的氟和氯低于危险废物的含量标准。
铝炉中的铝氧化物可转换为纯氧化铝（及其一系列铝产物），可以出售氧化铝的质量。
在政策和标准的指导下，在技术创新以及结合生产，教育，研究和应用的驱动下。
2019年非有产金属会议
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