【SMM峰会】“铤而走险”偷运、偷埋铝灰! 无害化处理存一系列技术难题

【SMM峰会】“铤而走险”偷运、偷埋铝灰! 无害化处理存一系列技术难题

SMM12月7日讯:由于铝灰渣处理费用高、难度大,近年来出现大量企业“铤而走险”偷运、偷埋!面对日益严峻的环境形势,铝行业危废铝灰处置成为业内的焦点问题。在2018年12月6-7日 S M M 举办《2018年中国铝&硅加工产业链供需交易峰会》上,来自南通大学机械工程学院院长倪红军表示,每生产一吨原铝/铝材会产生180-290kg的铝灰渣,目前已堆积填埋的铝灰渣超1亿吨;预计2018年将产生超1700万吨铝灰渣。如何对当前铝灰渣无害化处理与资源化利用十分重要。

铝灰俗称铝渣,是铝工业生产中产生的浮渣总称,其主要来源有以下两个方面:

在电解氧化铝工艺生产过程中,由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修时产生——高含氟铝灰渣。

在原铝锭、铝材、铝压铸件与铸件、再生铝生产中,熔炼与铸造是必不可少的关键性工序,在此工序中定会产生一定量的铝灰——高含氮铝灰渣。

铝灰渣的主要危害

粉尘污染——铝灰的随意堆弃和填埋,占用了大量的土地资源,遇强风天气,粉尘飞扬。

气体污染——铝灰与水反应生成an气,污染空气,影响附近居民生活。

重金属污染——铝灰中含有大量重金属,进入土壤和地下水系统会造成重金属污染。

二、关键技术难题


铝灰如果不加以回收利用,不仅浪费资源,而且污染环境。从铝灰中回收铝及其他的有价元素,可以得到充分合理利用,对提高企业的经济效益,保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。但当前铝灰渣无害化处理与资源化利用仍存在一些技术性难题。

1.无害化处理技术难题

随着Al(OH)3的不断生成,会在AlN表面形成包裹,阻碍反应的继续进行。

2.国内外尚无高效除氮催化剂的相关研究

研究新方向:加入添加剂,抑制AlN的水解,确保在整个资源化利用及后续产品在使用过程中不再发生水解反应。

3.缺少无害处理成套装备

国内尚无成熟的铝灰渣无害化处理成套装备,国际上有少量报道,如意大利某公司的干湿法研磨处理系统,但干湿磨系统无法有效去除铝灰渣中的氮元素,处理后的铝灰渣中仍含有AlN,这将导致在后续的资源化利用过程中产生气体污染,此外该装备价格昂贵,在我国难以实现产业化。

4.资源化利用技术难题

1)带来二次污染

一方面,部分资源化利用过程中涉及到酸洗、碱洗等工序,易带来二次污染;另一方面,某些方法甚至会生成更难处理的新的残渣,并不能真正解决铝灰渣带来的一系列问题。

2)缺乏大规模利用办法

处理量小、技术不成熟是阻碍铝灰渣大规模资源化利用的主要问题之一。

3)缺少资源化利用成套装备

国内外尚无成熟的铝灰渣资源化利用成套装备。

 

课题研究


铝灰用作免烧砖的可行性

铝灰中富含大量具有经济价值的Al2O3和SiO2包裹于玻璃体中。

一是:是否满足强度要求

二是:是否能够满足环保要求

三是:是否能够满足耐久性的要求

铝灰渣的除氮研究

温度对水解除氮的时间有影响,在60-100℃里,随着温度的上升,水解除氮速度越快,60℃的反应时间最长,100℃的反应时间最短;

在除氮的过程中,搅拌对与除氮速率有非常明显的影响,搅拌可以防止铝灰沉淀,可以与水充分接触反应,加快反应速率。

铝灰渣制备涂层材料的研究

1)对涂层综合性能影响的因素的主次顺序为:喷涂电流>送粉电压>喷涂电压>主气流量。实验得到最理想的喷涂参数:喷涂电压60V,喷涂电流600A,主气流量2000L/H,送粉电压12V。

2)涂层平均显微硬度为512HV,是基体45号钢硬度的1.5倍左右;摩擦磨损量平均为18.304x10-3g/min;耐酸腐蚀率平均为15.167g/m2·h;平均吸水率为0.17%。

3)涂层截面的金相组织中,基体,粘结层以及铝灰涂层分布比较明显且厚度合理。由涂层表面的金相组织可以看出,铝灰涂层中有较多的凹痕。

铝灰涂层生成了新的Mg-Al-O复合相。

4)与等离子喷涂氧化铝陶瓷涂层相比,铝灰涂层的硬度和耐磨损性能低于氧化铝陶瓷涂层。

 

四、总结与展望


铝灰的无害化处理仍存在一系列亟待解决的技术难题,其中高效除氮的催化剂是研究的重点。

铝灰的资源化利用应防止二次污染,确保资源化过程和产品的“无害”。

课题组下阶段主要致力于优化铝灰渣无害化处理催化剂体系,在不降低催化效果的情况下,进一步降低无害化处理成本,以及铝灰渣无害化处理和资源化梯级利用成套设备的研制与产业化。


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