鋁灰分一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰是電解氧化鋁生產(chǎn)原鋁過程中產(chǎn)生一種不熔于鋁液的浮渣，顏色通常為白色，故又稱白灰。一次鋁灰中金屬鋁含量15%-85%。此外，還含有氟化鹽、氧化鋁和氮化鋁等物質(zhì)。二次鋁灰為一次鋁灰提取金屬鋁后的廢棄物或鋁精煉過程產(chǎn)生的含鋁廢渣，顏色呈黑色，又稱黑灰。主要成分為氧化鋁、氮化鋁，并含有少量的金屬鋁、鹽類等。通常含氧化鋁在60%上下，同時(shí)含有氟化鹽、氯化物和其它重金屬氧化物等有毒有害物質(zhì)。
鋁灰中所含氮化鋁具有較高的反應(yīng)活性，遇水或與潮濕的空氣接觸，極易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鋁和有毒有害的氨氣，由此造成對(duì)空氣的污染。并且鋁灰中含有氟化物、氯化物，長期堆積將對(duì)土壤和地下水造成嚴(yán)重污染，影響堆放區(qū)及周邊居民的生活安 全。
對(duì)鋁灰的無害化處置，首要的是脫除或分解其中所含氮化鋁，去除其反應(yīng)性，從根本上解決鋁灰潮解所釋放氨氣對(duì)大氣環(huán)境的影響。然后脫除其中的氟化物，去除對(duì)土壤、水體的污染。
鋁灰經(jīng)過前道球磨分離篩分，灰渣進(jìn)入一次反應(yīng)釜，通過脫氨劑與催化劑，將鋁灰中的可溶氨快速轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氨（氨氣），經(jīng)過濾后再循環(huán)反應(yīng)過濾一次，產(chǎn)生的濾泥壓制制磚（鋁灰添加量20%，輔以水泥、黃沙等），前面兩次反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣經(jīng)硫酸（濃度95%）中和形成硫酸銨，過程中產(chǎn)生的濾液收集后回用不外排，各道工序的衍生產(chǎn)物為原始鋁灰、硫酸銨副產(chǎn)品、高鋁建材替代料、鋁灰制水泥磚、粗鋁顆粒五大類。1、生產(chǎn)成本約1200元/噸，投資成本約1000元/噸；2、水解反應(yīng)過程時(shí)間較長，約2小時(shí)/釜，溫度約80℃；3、反應(yīng)后產(chǎn)物：鋁灰反應(yīng)后產(chǎn)物重金屬、硫酸銨純度、氨氣中氫氣含量和安 全、飽和濃度污水循環(huán)結(jié)晶等問題待進(jìn)一步解決。
二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在髙效連續(xù)多段反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水解浸出反應(yīng)，并通過精準(zhǔn)調(diào)控反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等工藝條件，實(shí)現(xiàn)活性組分催化強(qiáng)化分解以及可溶鹽類的快速浸出，達(dá)到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中，二次鋁灰分解釋放的氨氣經(jīng)氨吸收系統(tǒng)制備成 20%濃度的氨水產(chǎn)品；活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃?xì)饨?jīng)集氣系統(tǒng)收集作為二次燃料使用；可溶性鹽類經(jīng)過提純及蒸發(fā)結(jié)晶制備成鋁用精煉劑產(chǎn)品；二次鋁灰處理后的惰性渣則經(jīng)分離烘干制備成高鋁料，氧化鋁含量>75%，可作為高品質(zhì)鋁土礦的替代產(chǎn)品制備成耐火材料、水處理劑用鋁酸鈣、冶金精煉劑等產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)鋁灰的增值利用。① 采用多段連續(xù)催化強(qiáng)化水解浸出工藝，促進(jìn)鋁灰中活性組分的深度解離和鹽組分浸出，處置更徹底、更髙效。② 經(jīng)處理得到的高鋁料，氧化鋁含量高、雜質(zhì)含量較少，達(dá)到高品位鋁礬土的使用要求，可作為中間產(chǎn)品用于制備耐火材料、凈水劑、建材和冶金助劑等，實(shí)現(xiàn)了鋁灰全量化資源利用。③ 工藝簡單，系統(tǒng)安 全可靠，無二次污染，梯級(jí)全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品清潔增值和廢物零排放。④ 工藝流程長，投資成本較高，占地面積較大。產(chǎn)品純度問題。
火法髙效穩(wěn)定化處理，實(shí)現(xiàn)二次鋁灰中活性組分清潔轉(zhuǎn)化成氧化鋁；穩(wěn)定化鋁灰通過快速洗脫，實(shí)現(xiàn)鹽組分髙效分離，蒸發(fā)結(jié)晶制取結(jié)晶精煉鹽，脫水濾餅烘干得到穩(wěn)定化高鋁料，其氧化鋁含量>75%，達(dá)到高品位鋁礬土。① 處理過程清潔髙效、無可燃性及污染性其他排放、工藝流程簡單可靠，得到的高鋁料氧化鋁含量>75%，可溶性鹽<0.5%，氮化鋁<1%，浸出 pH 值<9.0，可溶性氟化物<10mg/L，滿足《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)-浸出毒性鑒別》標(biāo)準(zhǔn)要求；二次鋁灰精煉鹽回收率>95%。② 高鋁料制備的鋁酸鈣粉達(dá)到《水處理劑用鋁酸鈣》（GB/T 29341-2012）標(biāo)準(zhǔn)要求，鋁酸鈣精煉劑產(chǎn)品達(dá)到《煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣》（YB/T4265-2011）標(biāo)準(zhǔn)要求，高鋁磚和鎂鋁尖晶石產(chǎn)品分別達(dá)到《高鋁磚》（GBT 2988-2012）及《鎂鋁尖晶石》（GBT 26564-2011）標(biāo)準(zhǔn)要求。③工藝流程長，投資成本較高，占地面積較大，生產(chǎn)成本較高。 采用熱解協(xié)同無害化處置技術(shù)（環(huán)保炒灰），目的是為鋁灰通過全自動(dòng)鋁灰預(yù)處理系統(tǒng)后，分為鋁和灰的分離，其中金屬鋁經(jīng)熔鑄生產(chǎn)成品鋁錠（塊）可以出售；分離出來的灰經(jīng)過氧化鋁預(yù)處理系統(tǒng)（配比、均化、培燒、900℃、10%氧化鈣、）處理，生成氧化鋁，后續(xù)凈水劑生產(chǎn)線，生產(chǎn)出成品聚合氯化鋁。
二、工藝分析
① 投資省，技術(shù)成熟。
② 工藝流程較長，環(huán)保要求較高區(qū)域準(zhǔn)入難度需考慮。
一、工藝介紹
二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在髙效連續(xù)多段反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行水解浸出反應(yīng)，并通過精準(zhǔn)調(diào)控反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等工藝條件，實(shí)現(xiàn)活性組分催化強(qiáng)化分解以及可溶鹽類的快速浸出，達(dá)到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中，二次鋁灰分解釋放的氨氣經(jīng)氨吸收系統(tǒng)制備成20%濃度的氨水產(chǎn)品；活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃?xì)饨?jīng)集氣系統(tǒng)收集作為二次燃料使用；可溶性鹽類經(jīng)過提純及蒸發(fā)結(jié)晶制備成鋁用精煉劑產(chǎn)品；二次鋁灰處理后的惰性渣則經(jīng)分離烘干制備成高鋁料，高鋁料與碳酸鈣在回轉(zhuǎn)窯高溫反應(yīng)，生產(chǎn)鋁酸鈣。
二、工藝分析
① 處置更徹底、更髙效，蕞終產(chǎn)品市場(chǎng)空間大。
② 工藝簡單，系統(tǒng)安 全可靠，無二次污染，梯級(jí)全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品清潔增值和廢物零排放。
③ 工藝流程長，投資和占地面積較大。
鋁灰、鋁渣進(jìn)入分選車間，經(jīng)過三篩兩磨工藝分選后，分選出的鋁進(jìn)入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預(yù)熱進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煅燒成為精煉劑，精煉劑冷卻破碎進(jìn)入倉庫保存。① 工藝成熟，設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低國內(nèi)上世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)基礎(chǔ)上改進(jìn)。② 投資省，占地面積小，無二次污染，產(chǎn)品方案多樣化。③ 能耗指標(biāo)要求高，對(duì)能耗準(zhǔn)入要求高區(qū)域不利。
二次鋁灰生產(chǎn)煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣介紹
一、工藝流程介紹
外購的鋁灰、鋁渣（屬于危廢）以噸袋包裝的形式運(yùn)送至廠區(qū)，卸料進(jìn)入原料庫儲(chǔ)存。鋁灰、鋁渣進(jìn)入分選車間，經(jīng)過三篩兩磨工藝分選后，分選出的鋁進(jìn)入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預(yù)熱進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯煅燒成為精煉劑，精煉劑冷卻破碎進(jìn)入倉庫保存。 該工藝處理的鋁灰、爐渣經(jīng)分選車間分選處理后的鋁灰與石灰石粉進(jìn)入均化庫，混合后的物料中主要成分為Al2O3、Al、CaCO3等，混合物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)高溫煅燒后產(chǎn)生鋁酸鈣CaO·Al2O3（Ca(AlO2)2）。① Al與氧氣在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)：② CaCO3 在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)：③ CaO 和 Al2O3高溫煅燒情況下發(fā)生化合反應(yīng)：CaO(s)+Al2O3(s)→Ca(AlO2)2④ A1N（氮化鋁）在高溫煅燒的情況下向 A1203 轉(zhuǎn)化，化學(xué)反應(yīng)：二、二次鋁灰生產(chǎn)煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣工藝優(yōu)點(diǎn)1、采用鋁灰生產(chǎn)精煉劑廢物利用，變廢為寶，利國利民，節(jié)省能源，用廢鋁灰和石灰石在回轉(zhuǎn)窯里面煅燒而成，沒有污染，沒有殘?jiān)a(chǎn)精煉劑是煉鋼用產(chǎn)品，在國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)。2、精煉劑在煉鋼爐的使用起到脫氧脫硫，造渣，提高鋼的品質(zhì)的作用，目前該產(chǎn)品已出口到，歐洲，日本，韓國，印度等國家，受到國外用戶的好評(píng)。3、用廢鋁灰生產(chǎn)精煉劑減少了鋁礬土的使用，節(jié)省了國家的礦產(chǎn)資源，解決了廢鋁灰污染的問題。4、回收部分高純度的鋁產(chǎn)品，產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)環(huán)境效益。5、鋁提煉工藝不涉及任何化學(xué)過程，過程安 全可控，精煉渣生產(chǎn)裝置采用回轉(zhuǎn)窯設(shè)備，生產(chǎn)過程安 全環(huán)保，符合國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)政策。6、不產(chǎn)生二次廢渣/廢灰污染，將廢鋁灰100%全部回收利用。
重慶中明碩清再生資源綜合利用有限公司
年產(chǎn)6萬噸鋁灰鋁渣無害化處置及利用項(xiàng)目
處理水量：300/d（包含1套5t/h MVR蒸發(fā)器、1套7t/h MVR蒸發(fā)器）
濃鹽水脫氟脫鈣成套裝置及配套蒸發(fā)濃縮結(jié)晶項(xiàng)目
四川TCL海能鋁業(yè)有限公司
年產(chǎn)10萬噸鋁灰全量化資源綜合利用項(xiàng)目
處理水量：480t/d（包含1套15t/h三效蒸發(fā)器）
濃鹽水脫氟脫鈣及配套蒸發(fā)濃縮結(jié)晶項(xiàng)目
