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废铝灰的综合利用【摘要】充分利用废铝灰中的有价成分,采用“铝灰生产氢氧化铝阻燃剂-灰泥脱钠生产耐火材料”技术,实现铝灰的综合利用。通过铝灰的综合处理,生产高价值产品,残余固体生产耐火材料,溶出铝灰的碱液在生产系统循环使用,达到无“三废”排放的清洁生产系统。不仅能够创造巨大的经济效益,还解决了废铝灰的环境污染问题。 一、前言 铝灰产生于所有铝发生熔融的工序,其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的112%。随着金属铝应用范围的日益扩大,铝灰的产生量也将成比例增长。以往,人们把铝灰看做废渣而堆弃,此举不仅造成铝资源浪费还会带来环境问题。近年来,许多小型再生铝厂采用炒灰法回收金属铝,生产过程会产生大量烟雾和粉尘,环境污染严重。产生的大量废铝灰渣就地排放,一些再生铝厂甚至将废铝灰水冲洗后筑坝堆存,造成重大的安全隐患。 铝灰的具体成分因产生路径不同而各异,主要由金属铝单质、氧化物和盐熔剂的混合物组成。根据铝含量的不同,铝灰一般可分为以下两种:一次铝灰,颜色呈灰白色故又称作白铝灰。是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生,是一种主要成分为铝和铝氧化物的混合物,铝含量可达15%70%;二次铝灰,包括含12%18%铝、盐熔剂、氧化物等,是黑铝灰和废灰、废屑、边角料等经盐浴处理回收之后产生的混合物,因其固结成块状被称为盐饼。事实上,目前大量堆存的废铝灰,都是在提取完二次铝灰中金属铝后的产物,可以叫三次铝灰。这种铝灰主要含有氧化铝、氧化硅、nacl、kcl、氟化物、氨等物质。其中主要成分氧化铝含量达到40%70%。 二、废铝灰治理的难点 综合利用铝灰,最大限度提取铝灰中的有价物质,同时减少铝灰对环境的污染,是世界性难题。已经有很多的专利技术对铝灰进行了不同方式的处理,如:铝灰采用烧碱溶出生产氧化铝(氢氧化铝);铝灰采用纯碱烧结生产氧化铝(氢氧化铝);铝灰采用烧碱溶出和纯碱烧结串联生产氢氧化铝或沸石;铝灰生产棕刚玉耐火材料;铝灰采用盐酸或硫酸溶解生产净水剂;铝灰分别酸溶碱溶生产阻燃剂等。以上对于处理铝灰都是很好的技术,但由于铝灰的成分复杂,单独用一种方法处理成本高,产品价值低,还会产生废渣、废水和废气等二次污染。因此,目前尚没有综合处理废铝灰的生产企业。 三、废铝灰综合利用方案 用铝灰生产高技术产品取得巨大经济效益,同时综合处理“三废&”是铝灰工业化治理的发展方向。在了解诸多铝灰处理的专利技术的基础上,通过技术研究和氧化铝生产工业实践,提出采用“铝灰生产氢氧化铝阻燃剂-灰泥脱钠生产耐火材料”技术,实现铝灰的综合利用。 氢氧化铝阻燃剂产品,因其颗粒极细,又具有阻燃自熄性能,因而在电路板、电子元件、塑料、橡胶等高级复合材料中填加该产品,不仅使产品具有阻燃消烟效果,而且抗漏电、耐电弧、耐磨性能增强,是最重要的无机阻燃剂之一。可在电缆、绝缘子、热塑材料、电力电器设备、橡胶、聚氨酯、塑料等制品中作填加剂,以及高档建材、纸张的填料。广泛应用于电子工业、建材工业、造纸工业、印染业、化学工业、冶金工业、医药工业等工业部门。 氢氧化铝阻燃剂,具有无毒、稳定性好,高温下不产生有毒气体,还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点,且脱水吸热温度较低,约为235-350因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著,同时产品价格低廉,来源广泛,所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速以铝灰为原料,以烧碱溶解为铝酸钠溶液,采用特制晶种分解得到微粉氢氧化铝阻燃剂。由于采用碱法处理铝灰生产氢氧化铝,类似传统的拜耳法氧化铝生产工艺:碱液溶出铝灰生成铝酸钠溶液,溶液再晶种分解,产出氢氧化铝和分解母液(碱液),分解母液再回头溶解铝灰。因此,系统大量的碱液循环使用,实现污水的零排放。 铝灰产生的灰泥,氧化铝含量仍然较高,而且是理化性质稳定的a-氧化铝(俗称刚玉),可以作为高铝耐火材料的原料,生产耐火砖或浇注料。碱含量是影响灰泥作为耐火材料的关键,在灰泥经过过滤洗涤后,添加脱碱剂可以大幅度减少灰泥中的碱,在回收生产用碱的同时,达到耐火材料生产的要求。 四、结语 通过铝灰的综合处理,利用其中的氧化铝生

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