二次铝灰的综合回收利用现状及展望Word格式.docx

1、其中,二次铝灰分解释放的氨气经氨吸收系统制备成20%浓度的氨水产品；活性组分分解释放的氢气、甲烷等可燃气经集气系统收集作为二次燃料使用；可溶性盐类经过提纯及蒸发结晶制备成铝用精炼剂产品；二次铝灰处理后的惰性渣则经分离烘干制备成高铝料，高铝料与碳酸钙在回转窑高温反应，生产铝酸钙。1处置更彻底、更高效，最终产品市场空间大。2工艺简单，系统安全可靠，无二次污染，梯级全量化利用二次铝灰处理过程气、液、固组分，实现产品清洁增值和废物零排放。3工艺流程长，投资和占地面积较大。3） 案例介绍浙江湖州欧汇再生资源有限公司。5.6.火法处置铝灰工艺1）工艺介绍铝灰、铝渣进入分选车间，经过三筛两磨工艺分选后，分选

2、出的铝进入冶炼车间熔炼成铝锭入库。分选剩余物与石灰石粉按一定比例混合后预热进入回转窑燃烧成为精炼剂，精炼剂冷却破碎进入仓库保存。1工艺成熟，设备简单，生产成本低国内上世纪60年代前苏联基础上改进。2投资省，占地面积小，无二次污染，产品方案多样化。3能耗指标要求高，对能耗准入要求高区域不利河南金多、辽阳盛达6,二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙介绍6.1.工艺流程介绍工艺流程二次铝灰铝的综合利用流程图lo图1二次铝灰铝的综合利用工艺流程图外购的铝灰、铝渣（属于危废）以吨袋包装的形式运送至厂区，卸料进入原料库储存。铝灰、铝渣进入分选车间，经过三筛两磨工艺分选后，分选出的铝进入冶炼车间熔炼成铝锭入库。分

3、选剩余物与石灰石粉按一定比例混合后预热进入回转窑嘏烧成为精炼剂，精炼剂冷却破碎进入仓库保存。该工艺处理的铝灰、炉渣经分选车间分选处理后的铝灰与石灰石粉进入均化库，混合后的物料中主要成分为AI2O3、Al、CaC03等，混合物料进入回转窑，经高温燃烧后产生铝酸钙Ca0.Al203（Ca（A1022）o反应原理：1A1与氧气在高温下发生氧化反应：4Al（s）+3O2（g2Al2O3（s）2CaCO3在高温下发生分解反应：CaCO3（s）TCaO（s）+CO2（g）3CaO和AI2O3高温锻烧情况下发生化合反应:CaO（s+Al2O3（s）Ca（AlO2）24A1N（氮化铝）在高温燃烧的情况下向AI

4、2O3转化，化学反应：4A1N+3O2=A12O3+2N26.2.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙工艺优点1）采用铝灰生产精炼剂废物利用，变废为宝，利国利民，节省能源，用废铝灰和石灰石在回转窑里面锻烧而成，没有污染，没有残渣，生产精炼剂是炼钢用产品，在国内领先技术。4） 精炼剂在炼钢炉的使用起到脱氧脱硫，造渣，提高钢的品质的作用，目前该产品已出口到，欧洲，日本，韩国，印度等国家，受到国外用户的好评。5） 用废铝灰生产精炼剂减少了铝矶土的使用，节省了国家的矿产资源，解决了废铝灰污染的问题。6） 回收部分高纯度的铝产品，产生较好的经济效益和社会环境效益。7） 铝提炼工艺不涉及任何化学过程，过程安全可

5、控，精炼渣生产装置采用回转窑设备，生产过程安全环保，符合国家相关产业指导政策。8） 不产生二次废渣/废灰污染，将废铝灰100%全部回收利用。6.3.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析5万吨二次铝灰处置项目典型投资估算1）设备投资：处理5万吨铝灰条生产线（单条处理5万吨，产品为铝酸钙）的单条线设备投资：4000万元;9） 总土建费：20000万元；10） 水电气公用设施：800万元；11） 后勤服务设施（员工食堂、澡堂等）：200万元；12） 行政办公设施：13） 项目总投资：7200万元；14） 土地使用面积：40-50亩。6.4.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分

6、析以年处理5万吨二次铝灰项目为例，概算总投资0.72亿元，项目整体规划设计处置能力5万吨/年，铝酸钙销售为1300元/吨，生产运行费用为800元/吨，废铝14000元/吨，投产后正常年可实现营业收入20040万元，实现年均息税前利润总额5650万元，项目投资收益率为50%以上。7.国内二次铝灰处理的主要工艺及案例介绍分析7.1.铝灰脱氨-固氟-绿色循环利用技术一湿法工艺7.1.1.工艺介绍铝灰经过前道球磨分离筛分，灰渣进入一次反应釜，通过脱氨剂与催化剂，将铝灰中的可溶氨快速转化为气态氨（氨气），经过滤后再循环反应过滤一次，产生的滤泥压制制砖（铝灰添加量20%,辅以水泥、黄沙等），前面两次反应产

7、生的氨气经硫酸（浓度95%）中和形成硫酸铉，过程中产生的滤液收集后回用不外排,各道工序的衍生产物为原始铝灰、硫酸铉副产品、高铝建材替代料、铝灰制水泥砖、粗铝颗粒五大类。7.1.2.工艺分析1、 生产成本约1200元/吨，投资成本约1000元/吨；2、 水解反应过程时间较长，约2小时/釜，温度约80C；3、 反应后产物：铝灰反应后产物重金属、硫酸俊纯度、氨气中氢气含量和安全、饱和浓度污水循环结晶等问题待进一步解决7.1.3.案例介绍浙江美臣新材料科技有限公司（以下简称美臣公司），地处浙江省金华市东阳市南马镇华西村双桐。7.2.湿法全量化技术一“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺7.2.1.

8、工艺介绍烘干制备成高铝料，氧化铝含量75%,可作为高品质铝土矿的替代产品制备成耐火材料、水处理剂用铝酸钙、冶金精炼剂等产品，实现铝灰的增值利用。7.2.2,工艺分析1采用多段连续催化强化水解浸出工艺，促进铝灰中活性组分的深度解离和盐组分浸出，处置更彻底、更高效。2经处理得到的高铝料，氧化铝含量高、杂质含量较少，达到高品位铝矶土的使用要求，可作为中间产品用于制备耐火材料、净水剂、建材和冶金助剂等,实现了铝灰全量化资源利用。3工艺简单，系统安全可靠，无二次污染，梯级全量化利用二次铝灰处理4工艺流程长，投资成本较高，占地面积较大。产品纯度问题。7.3.铝灰火法结合湿法资源化综合利用工艺7.3.1.工

9、艺介绍火法高效稳定化处理，实现二次铝灰中活性组分清洁转化成氧化铝；稳定化铝灰通过快速洗脱，实现盐组分高效分离，蒸发结晶制取结晶精炼盐，脱水滤饼烘干得到稳定化高铝料，其氧化铝含量75%,达到高品位铝矶土。7.3.2.工艺分析1处理过程清洁高效、无可燃性及污染性其他排放、工艺流程简单可靠，得到的高铝料氧化铝含量75%,可溶性盐0.5%,氮化铝1%,浸出pH值9.0,可溶性氟化物10mg/L,满足危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别标准要求；二次铝灰精炼盐回收率95%o2高铝料制备的铝酸钙粉达到水处理剂用铝酸钙（GB/T 29341-2012）标准要求，铝酸钙精炼剂产品达到炼钢用预熔型铝酸钙（YB/T42

10、65-2011）标准要求，高铝砖和镁铝尖晶石产品分别达到高铝砖（GBT 2988-2012）及镁铝尖晶石（GBT 26564-2011）标准要求。3工艺流程长，投资成本较高，占地面积较大，生产成本较高。7.3.3.案例介绍明泰铝业20万吨铝灰处置项目。7.4.铝灰火法结合湿法工艺7.4.1.工艺介绍7.4.2.工艺分析7.5.湿法联合火法铝灰处置工艺7.5.1.工艺介绍7.5.2.工艺分析7.5.3.案例介绍浙江湖州欧汇再生资源有限公司7.6.火法处置铝灰工艺7.6.1.工艺介绍7.6.2.工艺分析3能耗指标要求高，对能耗准入要求高区域不利。7.6.3.案例介绍7.7.二次铝灰生产炼钢用预熔型

11、铝酸钙介绍7.7.1.工艺流程介绍碱车间翻 库就车间1回转样石灰石转窑瑕烧成为精炼剂，精炼剂冷却破碎进入仓库保存。该工艺处理的铝灰、炉渣经分选车间分选处理后的铝灰与石灰石粉进入均化库，混合后的物料中主要成分为AI2O3、Ak CaCO3等，混合物料进入回转窑，经高温燃烧后产生铝酸钙Ca0A12（）3（Ca（A102）2）。A1与氧气在高温下发生氧化反应：4Al（s）+302（g）2Al203（s）CaC03在高温下发生分解反应：CaCO3（s）TCaO（s）+CC）2（g）3CaO和AI2O3高温燃烧情况下发生化合反应：CaO（s）+Al2O3（s）Ca（AlO2）2A1N氮化铝）在高温燃烧的

12、情况下向AI2O3转化，化学反应：7.7.2.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙工艺优点1、 采用铝灰生产精炼剂废物利用，变废为宝，利国利民，节省能源，用废铝灰和石灰石在回转窑里面爆烧而成，没有污染，没有残渣，生产精炼剂是炼钢用产品，在国内领先技术。2、 精炼剂在炼钢炉的使用起到脱氧脱硫，造渣，提高钢的品质的作用，目3、 用废铝灰生产精炼剂减少了铝矶土的使用，节省了国家的矿产资源，解4、 回收部分高纯度的铝产品，产生较好的经济效益和社会环境效益。5、 铝提炼工艺不涉及任何化学过程，过程安全可控，精炼渣生产装置采用6、 不产生二次废渣/废灰污染，将废铝灰100%全部回收利用。7.7.3.二次铝灰生产

13、炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析处理5万吨铝灰条生产线（单条处理5万吨，产品为铝酸钙）的单条线设备投资：2） 总土建费：20000万兀；3） 水电气公用设施：4） 后勤服务设施（员工食堂、澡堂等）：5） 行政办公设施：6） 项目总投资:7200万元;7） 土地使用面积：7.7.4.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分析8.总结及展望随着二次铝灰被列为危废，国内大部分产灰企业都处于观望状态，特别是国家在政策上没有明确二次铝灰处置及资源化工艺，企业在投资方面都比较谨慎。但从实际情况分析，铝灰的产出却在不断增加，给产灰企业压力越来越大，探索一套成熟可靠的工艺解决二次铝灰现状是迫在眉睫

14、的问题。回转窑工艺生产炼钢用预熔型铝酸钙是大规模解决二次铝灰的可行工艺，在二次铝灰未被例入危废时，国内己有企业回收二次铝灰生产铝酸钙，并被钢厂作为精炼剂、化渣剂大量使用在炼钢工序。随着二次铝灰被例入危废，原先已有铝酸钙生产线的企业由于没有资质，企业规模较小，生产设备较为落后，在申请资质和扩大生产方面有较多不利因素。新上回转窑工艺现在面临能耗准入政策限制，对该工艺推广也有较大限制。但是，从实际角度出发，该工艺很好利用二次铝灰中主要成分，也解决了二次铝灰中氮化铝反应性问题，重金属进入转炉炼钢高温成渣玻璃化，且铝酸钙产品有行业标准，在钢厂使用较为普遍，是现阶段最为成熟可靠的二次铝灰资源化工艺路线。按

15、转炉炼钢用量计算，全国炼钢可以利用400万吨铝酸钙，对应可以资源化240万吨左右二次铝灰，解决约现有全国二次铝灰70%0因此，在二次铝灰应用和处置方面，加快推进回转窑工艺，并积极沟通钢厂,是现阶段处置二次铝灰最佳途径之一。6.3.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析 126.4.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分析 137,国内二次铝灰处理的主要工艺及案例介绍分析 137.1.铝灰脱氨-固氟-绿色循环利用技术一湿法工艺 137.1.1.工艺介绍 137.1.2.工艺分析 137.1.3.案例介绍 137.2.湿法全量化技术一“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺.

16、137.2.1.工艺介绍 137.2.2.工艺分析 147.3.铝灰火法结合湿法资源化综合利用工艺 147.3.1.工艺介绍 147.3.2.工艺分析 147.3.3.案例介绍 157.4.铝灰火法结合湿法工艺 157.4.1.工艺介绍 157.4.2.工艺分析 157.5.湿法联合火法铝灰处置工艺 157.5.1.工艺介绍 157.5.2.工艺分析 157.5.3.案例介绍 157.6.火法处置铝灰工艺 167.6.1.工艺介绍 167.6.2.工艺分析 167.6.3.案例介绍 167.7.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙介绍 167.7.1,工艺流程介绍 167.7.2,二次铝灰生产炼钢用

17、预熔型铝酸钙工艺优点 177.7.3,二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例投资分析 177.7.4.二次铝灰生产炼钢用预熔型铝酸钙典型案例经济可行性分析.188 .总结及展望 181.概述铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，是国民经济基础建设所需的重要金属材料之一，产品品种有铝及铝合金板卷、带、箔、管线，被广泛地应用于国民经济的各个领域。我国铝工业的后备资源不足，保障能力下降，必须走资源节约型的铝工业发展路子。在工业用的各种金属中，铝的可回收再生性是最高的，再生效益也最大。再生铝产业具有明显的节约资源、节能、环保优势。当前，我国经济发展中所出现的能源、资源、环保等形势，都要求必须重视发展再生铝产

18、业。因此，以循环经济理念发展铝工业，大力发展再生铝，能够有力地促进再生金属资源综合利用，构建和发展循环经济产业链，对全国资源综合利用、行业经济增长、发展循环经济的支撑和带动作用十分明显，但与此同时，再生铝行业的大力推行导致铝灰渣产生量快速增长。2.铝灰的成份、分类及危险特性分析2.1.铝灰的成份铝灰主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达10-70%o二次铝灰是一次铝灰或其它废杂铝利用物理方法或化学方法提取金属铝后的残渣，金属铝含量低，成分相对复杂，主要包含少量的铝、盐熔剂、氧化物和氮化铝。表1为某厂二次铝灰典型成份序号成分名称含量（%）氧化钠Na2O2.312.12氯Cl1.651.1

19、3三氧化二铝AI2O370.5368.4380.45 4三氧化二铁Fe2O32.092.675工化硅SiO212.5216.4512.816氧化钙CaO1.391.257氟F0.860.588三氧化硫SO30.339氧化镁MqO6.434.855.88 !10五氧化二磷P2O50.1411氧化锌ZnO0.160.15912三氧咋铭Cr2O30.110.11113氧化钾K2O4.090.28114二M化钛TiO20.2615氧化铜CuO0.320.3616氧化镭MnOSAAAAAAAA/K0.490.6417氧化就BaOVSAAAAAA/0.092.2.铝灰的分类按最新2021年危险废物名录铝灰

20、分为：1） 危废代码：321-026-48,是有色金属采选和冶炼废物铝灰是再生铝和铝材加工过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面产生的铝灰渣,及其回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰，Ro2） 危废代码：321-034-48,铝灰热回收铝过程烟气处理集（除）尘装置收集的粉尘，铝冶炼和再生过程烟气（包括：再生铝熔炼烟气、铝液熔体净化、除杂、合金化、铸造烟气）处理集（除）尘装置收集的粉尘，T, Ro3） 危废代码：321-024-48,电解铝铝液转移、精炼、合金化、铸造过程熔体表面产生的铝灰渣，以及回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰，R, To4） 危废代码：321-023-48,电解铝生产过程

21、电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣（大修渣），To5） 危废代码：321-025-48,电解铝生产过程产生的炭渣，T。2.3.铝灰的危险特性分析1）国家政策定义铝灰主要成分为金属铝和铝氧化物，其中金属铝含量可达10-70%o国家危险废物名录（2021版）对电解铝、再生铝、铝加工及收尘等工艺产生铝灰进行了明细分类，对不同工艺铝的危险特性进行了区分，其中电解铝产生铝灰渣及回收铝过程产生的盐渣和铝灰具有反应性和浸出毒性的危险特性，再生铝及铝材加工产生的铝灰渣及其回收过程产生的盐渣和铝灰具有反应性危险特性，铝灰热法回收铝烟尘及铝冶炼和再生过程烟尘具有浸出毒性和反应性危险特性。2020年新修订的中华人民

22、共和国固体废物污染环境防治法要求产废单位要建立危险废物管理台账，严格通过国家危险废物信息管理系统向所在地生态环境主管部门申报危险废物的种类、产生量、流向、贮存、处置等有关资料。铝灰的存放、运输、处置要按照危险固体废弃物的制度和程序实施，不得将危险废物提供或者委托给无许可证的单位或者其他生产经营者堆放、利用、处置。6）脱危政策解读2019年11月发布的危险废物鉴别标准通则（GB5085.7-2019）对危废混合后判定规则和危废利用处置后判定规则进行了明确，其中“5.2仅具有腐蚀性、易燃性、反应性中一种或一种以上危险特性的危险废物与其他物质混合，混合后的固体废物经鉴别不再具有危险特性的，不属于危险废物”，这说明再生铝产生的盐渣和铝灰仅具有反应性，可以和其他物质混合处理;“6.2具有毒性危险特性的危险废物利用过程产生的固体废物，经鉴别不再具有危险特性的，不属于危险废物”，这说明铝灰在利用过程产生的废物只要鉴别合格,可以不按危废管理，这对铝灰的资源化利用提供了有利条件。同时，根据中华人民共和国环境保护税法中环境保护税目税额表，排放铝灰的单位于2018年1月1日起征收1000元/吨危险固体废物排放税。以往铝灰的处理方式多是外售提炼