铝灰综合利用技术及应用研究.pdf
《铝灰综合利用技术及应用研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铝灰综合利用技术及应用研究.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 卷 第 期有色金属加工 年 月 :./.铝灰综合利用技术及应用研究蒋太波(成都环服科技有限责任公司四川 成都)收稿日期:摘 要:文章简要介绍了铝灰的来源和分类概述了一次铝灰提铝的不同方法和应用综述了二次铝灰湿法处理、火法处理、湿法火法联合处理及其他技术的研究和应用现状 针对铝灰综合利用目前存在的问题提出了分质梯级利用技术详细介绍了其工艺流程及优势展望了铝灰综合利用的未来发展趋势关键词:铝灰二次铝灰综合利用湿法处理火法处理中图分类号:文献标识码:文章编号:()铝是社会经济发展中广泛使用的金属材料之一大量应用于工业生产和日常生活 铝工业主要包括电解铝、再生铝及铝加工电解铝、熔炼及熔铸等加工过程
2、均会产生大量的铝灰铝灰含有金属单质铝、氧化铝、氮化铝、氟化物、重金属及无机盐等成分 铝灰中氮化铝在常温条件下即可与水反应具有典型的反应性生成有害的氨气不仅对人体健康有一定的影响还会造成大气环境污染 铝灰中的氟化物和重金属具有浸出毒性无机盐易造成土壤板结和盐碱化对土壤而言铝灰是一种潜在的污染隐患 同时铝灰颗粒物还极易造成扬尘污染 虽然铝灰有明显的反应性和毒性但铝灰中的金属铝和氧化铝都具有较高的资源回收价值因此铝灰具有表面价值和环境污染的双重特性 传统填埋法处理铝灰时稳定化预处理过程中会释放大量的含氨废气而无法得到有效治理同时铝灰中的有价成分得不到回收利用会造成较大的资源浪费据统计我国每年铝灰产生
3、量接近 万 铝灰按是否回收过金属铝可分为一次铝灰和二次铝灰 一次铝灰是电解铝、再生铝熔炼、金属铝熔铸加工过程中产生的浮渣一次铝灰由于含有大量的单质铝而具有很高的表面经济价值 二次铝灰是从一次铝灰中提取金属铝后的剩余物其中含有大量氧化铝也具有较高的资源回收价值 一次铝灰提铝技术应用一次铝灰由于金属铝含量高、经济价值大一次铝灰大多以提铝为主重点在于提高金属铝的回收率 国内一次铝灰提铝研究早应用较为成熟主要有热处理法、冷处理法及热冷结合法其中热处理法主要分为炒灰法、回转窑法等电解铝和再生铝企业常采用热处理法处理一次铝灰炒灰法是将刚收集的热铝灰放置在一个倾斜的铁锅中利用热铝灰自身的热量进行机械翻炒在翻
4、炒过程中金属铝由于自身湿润性不好而汇集到铁锅的底部从而实现金属铝的分离回收 回转窑法与炒灰法的原理基本相同但设备结构差异较大热铝灰在回转窑内不停地运动而被反复搅拌金属铝颗粒因自身重力和流动性差异而汇集到回转窑底部从而达到分离金属铝的目的冷处理法是对常温状态下的铝灰进行球磨筛分处理以回收金属铝因此冷处理法适合铝灰集中处理企业处理不同来源的一次铝灰 热冷结合法是将热处理法和冷处理法相结合的金属铝回收方法一次铝灰先经热处理法回收大部分金属铝再经冷处理法进一步回收小颗粒金属铝 热冷结合法还能单独处理贮存过一段时间的冷铝灰该法适应性强金属铝回收率较高 二次铝灰处理现状二次铝灰来源广、成分复杂且波动大应根
5、据其来源、产废工艺、物理化学性质、处理特性、拟回收产物、回收方法、技术可靠性及经济性等因素综合确定处理工艺及规模 国内对二次铝灰资源化利用进行 有色金属加工第 卷了大量研究和实践基本形成了湿法、火法、湿法火法联合应用三种技术路线并行的行业格局 二次铝灰资源化利用难度大技术壁垒高设备投资大二次铝灰产生企业难以自行利用 目前二次铝灰第三方综合利用普遍存在技术水平低、设备落后、二次污染大等问题导致委托处理服务的有效供给少、处理收费高委托第三方处理的付费意愿不高频频出现二次铝灰异地非法倾倒环境污染现象 目前二次铝灰经济、环保、高效处理是现阶段铝灰综合利用的重点正面临由“粗放低效”向“绿色高效”转型的难
6、题.湿法处理湿法处理多采用水、酸、碱等溶剂通过化学溶出反应将二次铝灰中的氧化铝转化为可溶出铝盐反应过程中 等有害成分将转化为氨气或氮氧化物等气体从而消除铝灰的危险特性 湿法处理目前应用最普遍的是水解脱氮固氟工艺它既可以单独使用将二次铝灰转化为一般固废也可作为预处理单元与其他工艺组合使用()铝灰水解无害化 铝灰水解是指加水搅拌将二次铝灰混合成为铝灰渣浆铝灰中的氮化铝发生水解反应转化成氢氧化铝和氨气氨气可制备氨水或硫酸铵 同时固氟剂与铝灰中的游离氟反应生成稳定的氟化钙 随着氮化铝继续水解氮化铝颗粒表面会包裹一层水合氧化铝层这阻碍了水与氮化铝颗粒进一步接触因此铝灰水解是一种界面不断向氮化铝颗粒核心推
7、进的非均相固液反应 通常条件下铝灰水解会出现反应过程慢、水解不彻底的现象影响铝灰水解过程的主要因素有水解温度、水解时间、搅拌速度、水解体系 值及固液比等水解温度越高水解时间越长氮化铝水解越彻底搅拌速度越快氮化铝颗粒的固液反应界面更新越快水解越充分碱性条件有利于水解产物形成凝胶促进氮化铝颗粒水解 铝灰水解工业化应用时常采用蒸汽加热以提高反应温度采用碱性催化剂加快氮化铝水解过程使铝灰中氮化铝水解更彻底()铝灰水解脱盐制高铝料 为了回收二次铝灰中的氧化铝二次铝灰可依次经水解、固液分离及脱盐等过程实现制备高铝料系统主要包括湿法水解、固液分离、蒸发结晶等单元 二次铝灰首先经水解实现无害化水解浆渣再经固液
8、分离实现无机盐脱除滤饼经干燥制成高铝料滤液最后经蒸发结晶、调配制成铝工业用精炼剂 该技术可实现二次铝灰的综合利用但由于二次铝灰中的可溶出氧化铝含量波动大高铝料纯度难以提高产品的高值化应用受限目前国内二次铝灰水解脱盐制高铝料技术已有应用案例具有代表性的是某研究院二次铝灰湿法全量化利用技术河南和广东佛山已分别建成示范项目并分别于 年、年取得铝灰处理危险废物经营许可证()铝灰酸溶制聚合氯化铝 铝灰资源化利用制备的铝盐净水剂主要有聚合氯化铝和硫酸铝 聚合氯化铝是一种高分子混凝剂由于其特殊的分子结构具有沉淀性能好、适用 值范围广的优点能有效去除水中的重金属离子广泛应用于水处理领域 相对于聚合氯化铝而言硫
9、酸铝混凝效果较差混凝处理后残留的铝离子含量高还会释放较多的氢离子干扰水处理过程 以二次铝灰为原料采用酸溶法制备的液体聚合氯化铝可用于生活污水和工业废水处理领域如此既消除了铝灰的环境污染特性又实现了二次铝灰中的氧化铝高值利用有效降低了聚合氯化铝生产的成本压力董国强等人对铝灰制备净水剂聚合氯化铝及高铝复合材料工艺进行了研究实验研究了铝灰水解、酸解及聚合反应的工艺条件中试得到的聚合氯化铝满足产品质量要求 冯楠介绍了一种利用废盐酸、废硫酸与铝灰制备聚合氯化铝净水剂的工艺首先采用碱溶法处理二次铝灰使铝灰中的氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠偏铝酸钠再与与废硫酸反应生成氢氧化铝沉淀最后将废盐酸与氢氧化铝反应
10、经酸溶、聚合过程转化为聚合氯化铝并使用碱液调整产品盐基度反应完成后对聚合氯化铝进行熟化.火法处理火法处理是指通过煅烧过程将二次铝灰中的氮化铝转化为氧化铝消除二次铝灰的反应性二次铝灰中的氧化铝经高温烧结转化为铝酸钙、铝酸钠等产品 国内应用较多的是二次铝灰火法煅烧制备铝酸钙先将二次铝灰和石灰等原料球磨、混合均化再经高温烧结、冷却、后处理等过程制得铝酸钙 二次铝灰与石灰煅烧生产铝酸钙时球磨后的石灰与二次铝灰按照一定配比称重后一起送到混和搅拌机混料混合后的物料通过提升机输送至回转窑进料仓再经螺旋输送机计量后进入回转窑进行高温煅烧 回转窑采用天然气作为辅助燃料以维持和调整回转窑煅烧温度煅烧温度控制在 煅
11、烧后的物料经冷却筒冷却处理后再经破碎筛分制得不同粒度的铝酸钙产品 火法技术对二次铝灰中氧化铝含量要求高对杂质含量也有严格限制因此火法技术 第 期有色金属加工在二次铝灰集中处理模式下的物料普适性有待提升二次铝灰集中利用投资运营项目需统筹考虑二次铝灰的来源及成分对生产的影响 同时火法处理的天然气用量较大能耗较高烟气治理较为复杂综合成本较高.湿法火法联合技术应用二次铝灰湿法火法联合技术主要是通过湿法与火法的组合应用实现二次铝灰资源化利用 其中“湿法火法”技术采用氧化铝分级溶出法生产铝酸钠铝酸钠作为原料返回至氧化铝拜耳法生产工艺实现铝灰中氧化铝深度回收和资源化产物深度加工该技术已在云南文山铝业 万 铝
12、灰资源化利用项目及 年提产改建项目实现工业化应用“火法湿法”技术采用先高温煅烧再湿法浸出脱盐的方法分别得到铝用精炼剂产品和铝酸盐产品该技术正在浙江、重庆等地示范应用.其他铝灰中的金属铝、氮化铝、氧化铝在高强度建筑用钢的生产过程中能够起到脱氧、调整炉渣的流动性、提高钒钛元素氮化反应的作用有助于高强度建筑用钢的生产 在 世纪 年代初日本中部钢板株式会社根据铝灰的品位应用在炼钢不同的过程中 世纪 年代后期日本向中国出售使用铝灰制备的炼钢脱氧造渣添加剂 粉随着国内的钢铁工业不断发展国内各大钢厂开始普遍应用这种产品综合成本大幅度降低炼钢的节奏加快利用铝灰生产钢铁精炼剂时需充分考虑铝灰中氮化铝的反应性避免
13、影响生产从业人员职业健康还需考虑可溶出氟化物在高温条件下对炼钢工艺的不利影响 目前我国青海海东、辽宁阜新、山西忻州、甘肃嘉峪关、河南济源、四川眉山等地建设了多个铝灰制备钢铁精炼剂示范项目已取得铝灰综合利用危险废物经营许可证 铝灰一体化分质梯级利用技术目前铝灰资源化应用主要以一次铝灰回收金属铝为主二次铝灰综合利用大多处于实验室研究、中试或工业示范阶段 二次铝灰综合利用示范和探索主要集中在以下几个方向如二次铝灰制备高铝料作为陶瓷、耐火材料的部分替代原料替代铝矾土制备净水剂聚合氯化铝替代铝矾土煅烧制备铝酸钙二次铝灰制备炼钢精炼剂二次铝灰水解残渣替代黏土制备建筑材料水泥窑协同处置作为水泥生产中的铝质替
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 综合利用 技术 应用 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。