二次铝灰资源化利用技术

　　铝灰是铝冶炼及加工过程产生的固体废渣，按产生的方式不同分为一次铝灰和二次铝灰，其主要化学组成有Ai、Si、Mg和Ca等，同时还含有F、CI。主要物相为氮化铝、氧化铝、金属铝、镁铝尖晶石、方镁石、石英、碳化铝及盐溶剂等。其中氮化铝含量10_~40%、氧化铝15_~30%、单质铝2_~15%。2017年我国铝灰产量150-200万吨，而且每年以2%左右的速度增长。铝灰中含有氮化铝、氟化盐，其它可溶性盐等有毒有害物质。所含氮化铝与水接触或受潮湿环境的影响容易发生水解反应，释放出氨气和氮气等，对大气造成污染并形成安全隐患。2016年被列入《***危险废弃物名录》。

　　二次铝灰做为一次铝灰提取金属铝后的废弃物或铝精炼过程产生的含铝废渣，铝含量较低，通常在10%-20%之间，且成分复杂，有害成份多，处理难度大，目前多数企业采用填埋或堆存的方式进行处理。这不仅造成了铝资源的浪费，而且对环境与安全也形成了危害。

　　二次铝灰的综合利用主要用于生产聚合氯化铝、硫酸铝、氧化铝棕刚玉、镁铝尖晶石、清水陶瓷砖及吸附剂、分子筛等。但由于所述技术存在着生产成本高、工艺复杂等不足，目前产业化水平不高。

　　针对我国目前二次铝灰资源化利用存在的不足，河南省睿博环境工程技术有限公司组建***研发团队，于2016年立项开展了二次铝灰***化处置与资源化利用的科技攻关工作，并取得了重大进展。目前已取得多项研究成果并已先后通过了中试研究和5000吨/a级工业化试产验证，已具备工业推广用价值。

　　氟化铝是一种重要的氟化盐，主要应用于铝冶炼领域。在电解铝生产过程被用作溶剂。干法氟化铝和无水氟化铝具有良好的使用性能，因此受到电解铝企业的欢迎。目前干法氟化铝出厂价格在9500-11000元之间。

　　该技术以二次铝灰为铝源，以磷化工企业副产氟硅酸为氟源，首先制得氢氧化铝和氟化铵，然后将氢氧化铝和氟化铵于具有自主知识产权的同步异位集约式固相氟化反应器中完成干法氟化铝的制备。氟化反应过程产生的含氨尾气被引入氟化铵制备系统用作氨化剂，生产过程安全、环保、生产成本低、产品质量优于干法氟化铝标准，接近无水氟化铝指标。该工艺尤其适合于电解铝生产企业，通过对二次铝灰的加工、利用实现对氟化铝的循环使用。

　　氧化铝也是一种用途广泛的铝化学品，按产品纯度和用途的不同有冶金级工业氧化铝和高纯氧化铝等。其中高纯氧化铝又分为蓝宝石氧化铝、特种陶瓷氧化铝和光学材料用氧化铝等。

　　由二次铝灰生产冶金级氧化铝，工艺过程是首先将二次铝灰做***化处置，分解其中的氮化铝并去除其中的氟化物等有害杂质，然后采用碱溶工艺处理处置后铝灰制得铝酸钠溶液。再采用种分、碳分工艺处理铝酸钠溶液制得氢氧化铝，煅烧氢氧化铝得氧化铝。采用苛化工艺处理分离氢氧化铝后母液，收得氢氧化钠溶液和碳酸钙。调整氢氧化钠溶液浓度后循环用作碱溶剂，碳酸钙干燥包装后出售。该工艺成熟可靠，所得产品市场需求量大。由于实现了对碱溶剂的循环使用，不仅避免了废水排放，而且明显降低了生产成本。具有环保、***、经济效益好等明显特征。

　　聚合氯化铝是性能优良的混凝剂，被广泛应用于水处理领域，由二次铝灰生产聚合氯化铝是一个很好的资源化利用途径。处理过程：以对二次铝灰的***化处置为前提，采用酸溶工艺浸出二次铝灰中的铝，制得氯化铝溶液，再经碱化、聚合制得液体聚合氯化铝，进一步处理液体聚合氯化铝得粉状聚合氯化铝。工艺成熟、可靠、安全、环保、无三废排放，产品市场前景广阔，适合于有盐酸资源的企业投资建设。

　　石油压裂支撑剂广泛应用于石油开采行业，传统的生产工艺是以铝土矿为主要材料，调整配料中的铝硅比，再附以其它矿物，经研磨、混合、造粒、烧结而成。本工艺将经***化处置后的铝灰与其它矿物混合后研磨，再经混合、造粒、烧结、筛分、包装制得石油压裂支撑剂产品，其特点是实现了对铝灰的整体利用，生产成本低、环保、***、经济效益显著，为二次铝灰资源化利用的较佳途径。

　　综上所述，铝灰是一种危险废弃物，对其进行***化处置与资源化利用势在必行，研究开发***、实用的***化处置与资源化利用新工艺并将其应用于工业实践，有利于电解铝行业的可持续、绿色化发展。我公司成功研发的二次铝灰资源化利用新技术，为二次铝灰的***化处置与资源化利用开辟了切实、可行的新途径。