SMM12月28日讯：在由广东省佛山市禅城区人民政府指导、上海有色网（SMM）与上海期货交易所共同主办的2022SMM有色金属产业年会暨2022SMM黑色产业年会暨大宗商品贸易高峰会上，宁波展慈新材料有限公司总工程师刘吉波，介绍了铝灰的分类及其来源，并结合生产实践，讲解了如何对铝工业链中铝灰渣进行处置和综合利用。
铝灰的分类及来源介绍
铝灰有多种分类。按来源分，可分为电解铝、再生铝、铝熔铸、变形铝合金；按物性分，分为白渣、黑渣；按成分分高铝、高氟、高盐；按处理过程分一次铝灰、二次铝灰。
铝灰产生量方面，电解铝铝产生铝灰随生产工艺和生产管理水平不同而不同,一般为2.5%左右。再生铝生产产生铝灰根据原料不同，扒渣量为铝合金锭产量的7%~15%，炒灰后的二次铝灰量为扒渣的50~70%左右。压铸产生铝灰根据使用原料不同而不同,如果用铝锭产生铝灰量较少,一般在1~2%,如果用回炉料,可达5%左右。变形铝合金产生铝灰一般在4%左右。
不同原料熔铸过程产生的二次铝灰化学成分不同，电解铝熔铸过程产生的二次铝灰中氟化物、氮化铝含量较高。再生铝熔铸过程产生的二次铝灰中氧化铝和盐分含量较高。
二次铝灰主要成分为氧化铝、AlN、Al4C3、少量的金属铝和一定量的氟化物、氰化物、NaCl、KCl和SiO2，有毒有害物质为AlN、Al4C3、氟化物和氰化物等;AlN、Al4C3遇水产生NH3和CH4等，散发恶臭气味，氟化物和氰化物遇水溶出会污染自然水体，因此如不加处理直接进行填埋将会对环境产生严重的危害。目前二次铝灰已被列入《国家危险废物名录》。
如何处理铝灰
铝的提取（一次灰处置）可采用炒灰法、倾动回转炉、球磨筛分、压榨法、重选法、电选法这六种方法。而现有一次铝灰处置需要解决的问题是烧损、需要加盐、粉尘以及回收铝的品质不佳。
对于二次灰的处置，可用火法提取铝酸钙或者高铝矾土，也可使用湿法即酸性浸出或者碱性浸出。
火法提取铝酸钙的流程：在高温下使金属铝粉氧化，氮化铝分解，氟化物和盐类高温气化分离，在辅料（碳酸钙或碳酸钠）的作用下氧化铝得到活化，通过煅烧可产出铝酸钠，进一步可以作为水泥厂、钢厂的添加剂，或者生产净水剂或氧化铝。
此法的优点是流程简单，操作控制较容易；能够产出符合产品标准的产品；处理效率较高。但也存在不少问题：高温能耗高，盐类粘结成圈和氟化物腐蚀炉窑内衬，难以稳定生产，氟化物和氮氧化物气体采用SCNR或其他工艺的净化系统成本高，净化效果有待验证，不能处理高硅高镁高铁的铝灰（详见《YBT 4265-2011 炼钢用预熔型铝酸钙》）等。
火法制备高铝矾土的优点是设备、工艺简单；能耗不高；产品应用渠道比较广。但会产生粉尘、氮氧化物，面临除盐问题，且对原料和反应条件要求高。
铝灰无害化湿法流程包括酸性浸出和碱性浸出两种。酸性浸出过滤性能相对好；除盐效果好；不需加热，反应较快；但是氢气产生较多、较快，安全性相对难以把控，且氮化铝去除效率不高。碱性浸出可有效减少单质铝溶出，可做进一步回收；无害化效果好；可减少氢气产生；但过滤性能较差；相对成本高。
此外，二次铝灰处置还面临诸多问题，如缺乏产品标准；原料复杂多样；环保、安全要求各地有差异；缺乏成熟可靠的处置规范；产品应用市场渠道不畅；产品相对价值较低；产品应用受区域环境影响等。
铝灰渣的综合利用
对铝灰综合利用，可制备Sialon陶瓷、制备陶瓷清水砖、耐火材料、填料、人造大理石、净水剂、精炼剂多种材料。如利用铝灰生产Sialon陶瓷粉，产品附加值高，元素利用率高，废弃物产生少。
铝灰与其他物质的调配反应，也是处置铝灰的好办法。
如铝灰和赤泥，通过一定比例调配，可能产出符合氧化铝生产要求的原料。赤泥中碱可利用对铝灰中氮化铝等物质的处置，流程相对简单，较易找到可以应用的场景。
可通过向废陶土中添加铝灰，改善元素的成分，增加白度、烧结强度等指标。废陶土、铝灰混合过程可在一定程度上对氮化铝、单质铝和电解质等进行反应并得以处置。
铝灰和废酸废碱也能进行综合利用。利用废酸、废碱中的有效成分与铝灰中的相应物质进行反应，从而达到无害化、脱氨、除氟、脱盐等目的。可有效降低成本，并解决多方的废物排放问题。不过废酸、废碱与铝灰的协同处置需要有特定的应用环境。
需要警惕的是，目前综合利用仍有缺陷：原料波动、产品质量难以保证稳定；缺乏相应的标准；高值化应用相对较少；广泛、大量应用的渠道尚未打通；以及地域限制。
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