铝灰的资源化利用前景广阔

　　俗称的铝灰，或者说铝灰渣是指铝电解、铝加工及再生铝加工过程中排出的固体废弃物。近年来，面对日益严竣的环境形势，铝行业危废铝灰的处置成为了业内的焦点问题。

　　2017年我国电解铝产量为3227万吨，铝加工产量为5832万吨，再生铝产量为690万吨。据调查，电解槽大修排灰渣量约为电解铝产量的0.5%，约为16万吨。电解铝排灰量约为电解铝产量的1.2%，约为39万吨。铝加工排灰量约为产量的1.5%，约为88万吨。再生铝加工排灰量约为再生铝加工产量的10%，约为69万吨。据此估算我国每年广义的铝灰量约为200多万吨。如将现已排出的铝灰计算在内，我国的铝灰量超过1000万吨。

　　2016年6月原环境保护部、国家发改委、公安部联合发布的自2016年8月1日起施行的新版《国家危险废物名录》中将电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣；铝火法冶炼过程中产生的初炼炉渣；电解铝过程中产生的盐渣、浮渣；铝火法冶炼过程中产生的易燃性撇渣列为危险废物。

　　因此，从我国的国情出发，审视铝灰的处置现阶段所存在的问题，探讨如何资源化利用铝灰成为了目前我国铝行业必须面对和正视的问题。

　　铝灰的特点集中体现在三个方面：具有毒性，多数属危废；数量较大，我国每年的排出量数百万吨级；有金属铝、铝的化合物及热能，潜在价值高。

　　国内的一次铝灰由于其中的金属铝含量较高，具有经济价值而作为一种资源为企业重视和处理。铝灰的潜在价值主要体现在其所含的金属铝、氧化铝、氟化盐以及其蕴含的热能等。以我国的年排出量200万吨为计算基数，以铝灰中金属铝占50%、氧化铝占30%、氟化盐占10%约计，以阴极炭块中炭占50%，发热量按4000kcal/kg约计，氟化盐占30%，阳极炭渣中氟化盐占70%，碳占30%，参考现行的价格计算，铝灰的潜在价值约150亿元。

　　而二次铝灰作为一次铝灰提铝后的剩余物，在环保税实施前，由于国内缺乏技术上先进、成熟，经济上投资少、效益高的处置项目而被抛弃或掩埋，既浪费了资源，又污染了环境，与当今绿色发展的理念极不相称。从二次铝灰、废阴极炭块、阳极炭渣、电解槽防渗料、耐火料、铝加工的污泥等每个分项数量、性质、成份、潜在价值等方面看，铝灰资源化利用的关键在于二次铝灰。因此，时代呼唤先进、成熟，经济上投资少、效益高的处置技术尽快面世推广。

　　国外对铝灰的研究主要集中在欧美日等发达国家。欧洲集中在意大利和西班牙，美国集中在美国阿贡国家实验室（简称ANL）和盐博大科技有限公司，而日本相关公司的研究主要体现在AD粉上。再生铝加工的铝灰研究并产业化的代表性公司是意大利的安奇泰克技术有限公司，该公司早在40年前就开发出了一种再生铝灰的回收系统，经过近几十年的完善，已在欧洲建成了几家工厂。

　　国内从事铝灰开发研究的科研单位分别为中国科学院、北京矿冶科技集团有限公司、郑州有色金属研究院、云南昆明冶金研究院等，高校中涉及铝灰研究的主要分布在东北大学、中南大学、江西理工大学、同济大学、南通大学等；企业中涉及铝灰研究的主要为山东铝业公司、山东铝晖环保科技有限公司、淄博海慧工程设计咨询有限公司、淄博德力鑫环保新科技有限公司、北京科林泽环保科技有限公司、湖南中大冶金设计有限公司、郑州中绿环保新材料有限公司、郑州经纬科技实业有限公司、沈阳银海再生资源科技有限公司等，总数约20余家。

　　北京矿冶科技集团有限公司、郑州有色金属研究院、湖南中大冶金设计有限公司等单位在炭渣、阴极炭块、大修渣等方面基本实现了产业化。目前淄博海慧公司在二次铝灰产业化方面，已经具有年处理1万吨二次铝灰，对应年产2万吨干基聚铝；年处理3万吨二次铝灰，对应年产6万吨铝酸钙粉和年处理4万吨二次铝灰，年产10万吨硫铝酸盐水泥的中试线，且实现了稳定的生产和收益。基本实现了生产过程“零”排放。并已经专门注册了山东铝晖环保科技有限公司，对接了魏桥铝业，返电解槽的验证协议已经签订，产业化工作正在进行之中。

　　但是纵观整个我国铝行业危废处置，目前整体基本处于初级阶段,成熟且具有社会、环境、企业经济效益三统一，并为业内人士所认可的试验、示范、生产线尚需时间完善，铝灰的资源化利用可谓任重道远。

　　铝灰资源化利用具有三个原则，一是“三化”原则，即无害化、减量化、资源化。二是“三统一”原则，即社会效益、环境效益、企业经济效益的统一。三是“三要素”原则，即数量、效益、二次污染——从数量上体现最大限度的利用，从效益上体现高的产值附加值，从环保上体现无二次污染。

　　广义铝灰中可利用的成分主要有金属铝、氧化铝、氟化盐、炭以及耐火、保温材料中所含的二氧化硅、氧化钙等物质。其价值就是根据其不同性质加以利用，实现其保值增值。

　　对于铝灰资源化利用的方向，笔者认为，富含氧化铝、氟化盐的二次铝灰经处理后首选返电解槽，可用于生产铝酸钙粉和净水剂，还可用于生产特种水泥；富含碳热能和氟化盐的阴极炭块和含有一定量氧化铝、二氧化硅等的电解槽防渗料、耐火料等应作为水泥生产的原料及燃料；富含氢氧化铝的铝加工的污泥应作为净水剂的原料；其次，二次铝灰适宜的工艺是先除氮，然后通过酸浸的办法除杂，并将主成份氧化铝和氟化盐一同返电解槽，同时副产聚合氯化铝。第三，阴极炭块适宜的去处是作为水泥的燃料和原料、铝业自备电厂流化床锅炉的燃料，或者作为烧结法氧化铝生产窑炉的燃料和脱硫剂。上述方面山东铝业公司已做过大量的工作，并积累了相当的经验。此外，对于阳极炭渣而言，最适宜的去处是作为水泥的燃料和原料，还可以尝试加入到阳极生产之中；同时，大修渣最适宜的去处是作为水泥的原料，铝加工污泥最适宜的去处是作为净水剂聚合氯化铝的原料。

　　与此同时，铝灰资源化利用还存在诸多问题，如铝灰危固废界定，具体细则尚未完成，目前还在研究、制订之中；二次铝灰返电解槽联产聚合氯化铝净水剂过程中涉及氢气爆炸的安全问题；产品质量问题以及环保标准问题。其中，安全问题通过研究，目前已找到了经济且实用的技术方法，可以有效地防止氢气爆炸，确保生产安全。

　　虽然铝灰的资源化利用仍存在诸多问题，但可以肯定的是，我国铝灰的资源化利用前景将非常广阔。从国家政策层面看，党和政府已经把绿色发展作为当前和今后的发展方向，并实施了史上最严厉的税收,每吨铝灰征收1000元环保税倒逼铝灰的资源化利用；从资源的角度看，我国作为电解铝、铝加工、再生铝加工产能、产量全球第一的铝业大国，巨大的铝灰体量将为资源化利用提供广阔的市场空间。