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铝灰是可再生资源化利用的、氧化铝、铁硅镁氧化物和微量钠钙镁

铝灰是铝冶炼过程中的高温过程产生的,如铝电解、铝合金生产和废铝回收等。 2019年,全球铝金属产量为6433万吨,而中国产量为3648万吨,占比56.7%。 铝灰是一种在冶炼过程中起着重要作用的废渣。 主要吸收电解铝液中的氧化铝、氟化物盐等杂质。 同时,铝灰还可以保护铝熔体,防止铝氧化。 影响。 因此,铝灰在冶炼过程中必须定期从炉内清除,成为工业废物。

据统计,每生产一吨铝,大约产生110公斤铝灰(原生铝灰),这意味着2019年我国生产了近350万吨铝灰; 另外废铝合金回收处理及再利用成套技术 价值和影响,利用含铝铝灰、铝水箱清洗材料、加工工业中产生的铝废料、回收废旧含铝材料、在冶炼过程中还产生的铝铝灰(二次铝灰)回收金属铝。 我国目前处理铝灰的方式是堆积或掩埋在垃圾填埋场,这将造成严重的环境和生态问题。 由于铝灰具有有毒、易燃、可浸出的特性,很容易污染土壤和空气,给环境带来很大压力。 2016年,我国将其作为有色金属冶炼废物列入《国家危险废物名录》。 (HW48)。 在国家对工业“三废”排放提出较高要求的环境下,国内相关铝生产加工企业实现铝灰的无害化处理和资源化是必然。

铝灰的来源

铝灰是一种可再生资源,含有铝和多种有价元素。 它主要由金属铝、氧化物和盐类溶剂的混合物组成。 其中,金属铝存在于氧化铝和氮化铝的包覆层之下,具体含有铝、氧化铝、铁、硅、镁的氧化物,钾、钠、钙、镁的氯化物,以及微量的氟化物。

据不完全统计,大多数冶炼过程中都会产生铝灰,但主要有以下三种途径: 1)熔盐电解制备金属铝过程中,由于不可避免的氧化、夹带和污染,产生大量的铝灰。各种操作过程中的其他因素。 会产生铝灰,该法也是铝灰产量最大的方法; 2)铝加工过程中,加工机容易出现不同程度的铝液、铸造时铝滴溅射、精加工时切割等现象。 、挤压引起的磨损会产生一定量的铝灰。 此类铝灰与第一类铝灰统称为原生铝灰。 铝含量高,一般可采用提铝技术; 3)铝含量高的铝灰 综合资源回收利用有价值的资源后也会产生铝灰。 目前该类铝灰的综合利用价值较低,尚需开发新工艺。

铝灰分类

铝灰一般分为白渣(一次铝灰)和黑渣(二次铝灰)两类。 白渣中含有大量铝,金属铝质量分数为30%~85%。 此外,还含有氟化盐、氧化铝、氮化铝等物质。 白渣主要来源于无盐铝电解过程和冶炼过程中产生的废渣,可作为再生铝工业的原料。 黑渣来源于重熔原铝灰或从废铝中回收金属铝所产生的灰渣。

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“盐饼”是铝渣冶炼作业中获得的非金属残渣。 它是一种黑色铝灰,通常含有3%~5%(质量分数)的残余金属铝。

原铝灰具有反应性危险特性,具有较高的回收价值; 而再生铝灰中可能含有碳化铝、氮化铝、氟化物和微量重金属等物质,具有反应性和可燃性危险。 特点,如不进行无害化处理,会对环境造成严重污染。 而铝金属的回收利用非常重要。 回收1公斤铝罐可节省约4公斤铝土矿、2公斤化学品和7.5千瓦·小时的电力。 因此,研究如何实现铝灰资源的有效无害化利用已刻不容缓。

接下来小编重点对国内原铝灰处理技术和二次铝灰资源化利用技术进行技术分析比较; 并提出了铝灰无害化处理及资源化利用技术的可行性。 计划。

铝灰处理与利用现状

01

原铝灰利用技术

处理原铝灰的主要目的是回收有价金属铝。 根据处理方法的不同,主要分为炒灰回收法、压榨法、球磨筛分法、MRM(金属R)法、离心分离法和电化学法等。

1)炒灰回收法

炒灰回收法的过程是将铝灰与熔剂混合后放入倾斜的铁锅中。 由于铝灰本身热量较高,所以采用手工铲炒的方式。 在炒菜和搅拌的过程中,镁等物质不断氧化并放出热量。 产生的热量使金属铝保持熔融状态。 在重力作用下,铝水从底部流出进行回收。 金属铝的回收率较高。 这种方法操作简单,但由于是露天操作,过程中会产生大量的粉尘和盐雾,对环境和操作人员的健康造成危害。

2) 压制方法

压制法是将铝灰加热至热状态,加入相关挤压设备,通过施加外力挤压液态铝滴的方法。 具体流程为:首先将热铝灰放入渣罐中,通过压头施加一定的压力将热铝灰挤压,铝灰中的铝液流向渣罐下部的容器中在压力下,其他氧化物留在渣罐中。 在渣池中,最终铝灰中的金属铝含量可降低至10%-15%。 该方法所用设备比较简单,设备损耗低,工作效率高,可安装相关除尘设备,可满足相关环保需求。 是目前较为高效、应用广泛的从铝灰中提取铝的技术。 该工艺在美国、日本的一些企业应用效果较好,但在国内企业应用效果较差。

3)球磨机筛选法

球磨机筛分法主要用于分选大块金属铝或压制铝灰。 处理铝灰的球磨筛分法主要是利用铝灰中的金属铝在球磨过程中被挤压成片状,提取出铝灰中的金属铝颗粒。 然后将铝粒按组返回熔炉熔炼进行铸造,得到一定的铸锭,具体流程图如下图所示。

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4)离心分离法

离心分离法是从铝灰中提取金属铝的专用方法。 该方法主要利用金属铝的低熔点特性,在一定温度下对铝灰进行旋转分离技术,实现金属铝与渣相的分离。 就目前市场而言,虽然该技术提出很早,且具有回收率高等优点,但在国内用于工业加工的情况还很少。

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5)电化学法

电化学法是利用物质间电学性质和电荷数的差异来分离金属的特殊方法。 由于该方法处理效率高,目前在选矿行业中流行。 该方法从铝灰中提取铝效果较好。 当暴露在电场中时,铝灰失去电子并带正电,其电性能发生变化,而其他成分则获得电子并带负电。 在电场力的作用下,金属铝和杂质向不同方向移动,最终实现高效回收,是一个清洁的铝灰处理过程。 但该方法技术要求较高,相关加工设备投资成本较高。 目前国内铝灰清理处理尚处于起步阶段,因此该方法很少应用于铝灰处理领域。

总体来说,目前国内外的铝灰处理技术基本可以实现金属铝的回收利用。 但现有工艺流程较为原始,装备化程度低,工人劳动条件差,劳动强度大,处理过程环保问题突出。 电化学方法和离心分离方法都属于清洁处理技术。 由于成本和中国环保意识问题,目前较少使用。 但随着国内环保形势的日益严峻,它们的应用势必会越来越广泛。

02

二次铝灰利用技术

铝灰经过一次或多次回收后,铝含量已很低,又被称为“黑灰”。 二次铝灰主要含有Al2O3、铁硅镁氧化物、钾钠钙镁氯化物等,可作为再生资源综合利用,如硫酸铝、脱硫剂、聚合硫酸铝、棕刚玉、氧化铝等领域,是具有综合利用价值的可再生资源。

1)转炉及铁水脱硫器

由于提铝后的二次铝灰中含有大量的杂质成分Al2O3,而传统脱硫剂最常用的是CaO-Al2O3复合脱硫剂,因此可以利用二次铝灰中的Al2O3成分添加一定量的石灰石。 与钢铁冶炼原料混合用作新型脱硫剂。 该方法不仅可以降低钢铁行业的脱硫成本,而且可以提高其脱磷能力。 在国外,再生铝灰很早就被回收到钢铁工业中。

2)耐火材料的制备

二次铝灰中含有大量的Al2O3,还含有CaO、MgO等物质,是制备耐火材料的必需物质。

例如,利用二次铝灰制成铝灰球(AD粉)等,可用于炼钢生产,变废为宝,减少环境污染。 那么如何在保持原有炼钢工艺操作方法的同时,制备出价格更优惠、适合生产计划的铝灰球呢?

利用二次铝灰制作铝灰球

1、计算公式,帮助您记录再生铝灰中所含的原料成分,并根据生产者的需要,可选择任意原料进行配比计算,并给出合适的配比生产方案。

1)打开计算配方APP,选择储存原料,输入原料名称和成分含量,保存储存原料;

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2)选择任意需要合成铝灰压球的原料成分并计算配比(点击开始合成);

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3)一键合成,只需三秒即可生成配比方案! !

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4)替代方案(更好的价格/最接近所需的原材料含量等);

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2、技术帮您处理再生铝灰,公式计算帮您解决再生铝灰的利用率,快速自动化配比计算,一键生成配比方案,实现生产利润最大化。

3)硫酸铝和聚合硫酸铝的制备

在反应罐中加入铝灰与硫酸反应,制备硫酸铝,然后过滤除去杂质,滤液蒸发、浓缩、冷却结晶,制备工业级硫酸铝。 加入多种聚合剂进行聚合反应,然后将固液粉体老化、澄清即可得到聚合硫酸铝。 随着絮凝剂制备技术的成熟和发展,利用二次铝灰获得高附加值絮凝剂是一种更加经济合理的综合利用途径。

终于

铝灰作为二次资源的回收利用将有效解决资源短缺问题。 但目前铝灰的应用存在三个难题:(1)铝灰中的有毒元素处理困难; (2)铝提取方法及设备自动化程度低,处理过程易产生废气,环保问题突出; (3)二次铝灰资源转化制备絮凝剂、高温耐火材料、陶瓷材料等工艺的资源利用率不够高,需要外部制备纯试剂或其他材料。 针对上述问题,需要提出可行的方法:从原铝灰中提取金属铝,可以组合多种处理技术,实现再生金属铝的无害化、清洁生产; 对于再生铝灰资源化利用,可以结合当地其他类型的固体废弃物资源替代纯试剂的使用,降低生产成本。 一旦铝灰能够作为原料制备多种材料,将为社会贡献巨大的经济和环境价值废铝合金回收处理及再利用成套技术 价值和影响,对国家经济和国民经济的可持续发展具有重要意义。

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