??為開發(fā)高效益的二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備，我公司對相關(guān)研究工作進(jìn)行梳理，詳細(xì)了解目前國內(nèi)外對鋁灰的來源、危害、處理及利用，并進(jìn)行深入地探討和展望，還參考大量國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn);最后結(jié)合國內(nèi)相關(guān)鋁生產(chǎn)單位的現(xiàn)場調(diào)研，重點(diǎn)對國內(nèi)外的一次鋁灰處理技術(shù)與二次鋁灰資源化技術(shù)分別進(jìn)行技術(shù)分析和對比和研究;在公司各個(gè)高級工程師的無數(shù)個(gè)不眠不休的日夜實(shí)踐中研究出針對二次鋁灰的資源化利用技術(shù)及整套二次鋁灰的資源化利用設(shè)備。

　　一次鋁灰熔出鋁后形成的二次鋁灰(廢鋁灰)，可通過二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備將其高溫?zé)Y(jié)成鋁酸鈣，其過程中可有效的去除脫除了鋁灰中的氮化鋁、氟化物等有害物質(zhì)并收得了相應(yīng)的副產(chǎn)物(鋁酸鈣)，使鋁灰由危險(xiǎn)固廢轉(zhuǎn)化為一般工業(yè)廢物。以此為基礎(chǔ)對其中的鋁資源進(jìn)行綜合利用，生產(chǎn)所述鋁化合物產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了對鋁灰的高值化利用。

　　二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備生產(chǎn)工藝過程為：

　　1.鋁灰的初選和破碎，廢鋁灰給入條形篩，篩出大塊的鋁塊，篩下物給入鄂式破碎機(jī)破碎，破碎后物料進(jìn)入集料斗;

　　2.球磨和篩分，破碎物料給入球磨機(jī)，球磨后物料經(jīng)給料機(jī)給入滾筒篩，篩分出不能磨碎的鋁片和二次鋁灰;

　　3.鋁塊重熔，將篩分的金屬鋁塊給入鋁灰旋轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行熔煉并鑄成鋁錠;

　　4.回轉(zhuǎn)窯精煉鋁酸鈣，將二次鋁灰與其配料投入回轉(zhuǎn)窯中進(jìn)行煅燒，燒結(jié)出鋁酸鈣。鋁酸鈣可用于鋼廠，凈水劑廠，高速路基填充，滅火劑等。

　　5.氨氣回收，由于二次鋁灰中含有氮化鋁，煅燒過程會產(chǎn)生氨氣，隧道窯產(chǎn)生的廢氣經(jīng)吸氨塔吸收。

　　二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備處置技術(shù)路線分類：

　　1、火法

　　制陶瓷：反應(yīng)爐

　　制磚：隧道窯

　　制水泥：水泥窯

　　質(zhì)耐火材料：回轉(zhuǎn)窯

　　制鋁酸鈣：回轉(zhuǎn)窯

　　2、濕法

　　催化水解：反應(yīng)罐+吸收塔

　　制凈水劑：反應(yīng)槽

　　二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備處置工藝及案例介紹分析：

　　1、二次鋁灰無害化處理設(shè)備脫氨-固氟-綠色循環(huán)利用技術(shù)--濕法工藝

　　1)工藝介紹

　　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。

　　2)工藝分析

　　a、生產(chǎn)成本約1200元/噸，投資成本約1000元/噸;

　　b、水解反應(yīng)過程時(shí)間較長，約2小時(shí)/釜，溫度約80℃;

　　c、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。

　　3)案例介紹

　　浙江美臣新材料科技有限公司(以下簡稱美臣公司)，地處浙江省金華市東陽市南馬鎮(zhèn)華西村雙桐。

　　2、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備濕法全量化技術(shù)---“多段連續(xù)強(qiáng)化水解浸出+高值定向轉(zhuǎn)化”工藝

　　1)工藝介紹

　　二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在高效連續(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高效分離的目的。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。

　　2)工藝分析

　?、?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、更高效。

　?、?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。

　?、?工藝簡單，系統(tǒng)安全可靠，無二次污染，梯級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。

　?、?工藝流程長，投資成本較高，占地面積較大。產(chǎn)品純度問題。

　　3、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備火法結(jié)合濕法資源化綜合利用工藝

　　1)工藝介紹

　　火法高效穩(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)鹽組分高效分離，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。

　　2)工藝分析

　?、?處理過程清潔高效、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%。

　?、?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。

　　3)案例介紹

　　明泰鋁業(yè)20萬噸鋁灰處置項(xiàng)目。

　　4、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備火法結(jié)合濕法工藝

　　1)工藝介紹

　　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。

　　2)工藝分析

　?、?投資省，技術(shù)成熟。

　?、?工藝流程較長，環(huán)保要求較高區(qū)域準(zhǔn)入難度需考慮。

　　5、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備濕法聯(lián)合火法鋁灰處置工藝

　　1)工藝介紹

　　二次鋁灰通過添加調(diào)節(jié)劑、催化劑在高效連續(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高效分離的目的。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。

　　2)工藝分析

　?、?處置更徹底、更高效，最終產(chǎn)品市場空間大。

　　② 工藝簡單，系統(tǒng)安全可靠，無二次污染，梯級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。

　?、?工藝流程長，投資和占地面積較大。

　　3)案例介紹

　　浙江湖州歐匯再生資源有限公司。

　　6、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備火法處置鋁灰工藝

　　1)工藝介紹

　　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。

　　2)工藝分析

　　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)。

　?、?投資省，占地面積小，無二次污染，產(chǎn)品方案多樣化。

　?、?能耗指標(biāo)要求高，對能耗準(zhǔn)入要求高區(qū)域不利

　　3)案例介紹

　　河南金多、遼陽盛達(dá)

　　五二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備生產(chǎn)煉鋼用預(yù)熔型鋁酸鈣介紹

　　1、工藝流程介紹

　?、俟に嚵鞒潭武X灰鋁的綜合利用流程圖 5-1。

　　圖 5-1 二次鋁灰鋁的綜合利用工藝流程圖

　　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)。

　　反應(yīng)原理：

　　① Al與氧氣在高溫下發(fā)生氧化反應(yīng)：

　　4Al(s)+3O2(g)→2Al2O3(s)

　?、?CaCO3 在高溫下發(fā)生分解反應(yīng)：

　　CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

　　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)2

　?、?A1N(氮化鋁)在高溫煅燒的情況下向 A1203 轉(zhuǎn)化，化學(xué)反應(yīng)：

　　4AlN + 302 = A1203 + 2N2

　　2、二次鋁灰的資源化利用技術(shù)與設(shè)備生產(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)?，生產(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。

　　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。