一、铝灰来源及成分

　　铝灰产生于电解铝、铝加工和再生铝行业中所有铝发生熔炼的工序，一方面含有大量的金属铝及铝的化合物，具有较高的工业回收和再利用价值。目前国内的铝灰处理方式主要分为铝灰回收、无害化处理和资源化再生利用。根据铝灰在回收利用过程中的使用次数和金属铝含量，可将铝灰分为一次铝灰和二次铝灰，其主要成分见表1。一次铝灰含有大量的金属铝，具有较高的回收利用价值，回收利用较普遍；二次铝灰金属铝含量一般在5%以下，由于其资源化利用难度较大，多数企业采取填埋进行处理。

　　表1铝灰成分

　　二、铝灰危险特性

　　按最新《2021年危险废物名录》铝灰分为：

　　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，R。

　　②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，R。

　　③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，T。

　　④危废代码：321-023-48，电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣（大修渣），T。

　　⑤危废代码：321-025-48，电解铝生产过程产生的炭渣，T。

　　铝灰并将其危险特性分为反应性和毒性两类，其反应性来自铝灰中的金属铝、氮化铝和碳化铝，这些物质遇水分别产生氢气、氨气和甲烷等有毒有害气体；毒性主要来自生产过程中的氟化物和重金属残留物。铝灰主要对大气、地下水和土壤环境的造成污染。铝灰中的金属铝、氮化铝、碳化铝与空气中的水发生反应生成氨气、氢气、甲烷等有毒有害气体并污染环境；铝灰里大量的氟元素会对地下水造成严重污染，人畜饮用后会对身体造成严重影响，氟和人体骨骼的主要成分钙反应，破坏骨骼的含钙量，造成缺钙，骨骼松软，牙齿脱落等。铝灰对环境还会造成粉尘、氨气等污染，铝灰遇水呈碱性，会破坏土壤酸碱度；铝灰中的氯化物会导致土壤盐碱化。

　　三、以下是常见二次铝灰无害化处理技术的对比及利润优势：

　　湿法处理

　　•酸浸法：除盐效果好，能有效去除氟、氯等有害元素，反应无需加热，速度较快，可得到氧化铝等产品用于净水剂等生产。但会产生较多氢气，安全性较难把控，且氮化铝去除效率不高，可能产生大量废水需处理.

　　•碱浸法：可减少单质铝溶出，无害化效果好，还可减少氢气产生，后续可回收铝资源。不过过滤性能较差，成本相对较高.

　　•铝灰脱氨-固氮-绿色循环利用技术：可实现铝灰中可溶氨的转化与利用，产生硫酸铵副产品，滤泥可制砖。

　　•多段连续强化水解浸出＋高值定向转化技术：能深度解离铝灰中活性组分和浸出盐组分，得到多种高价值产品，如氨水产品、铝用精炼剂、高铝料等，实现全量化资源利用。按年处理6万吨生产线估算，处理成本400-500元/吨，利润约500-1000元/吨.

　　火法处理

　　•回转窑高温熔炼技术：流程简单，操作控制较容易，可产出铝酸钠等产品作为水泥厂、钢厂添加剂等。但高温能耗高，盐类粘结和氟化物腐蚀问题影响稳定生产，气体净化成本高.

　　•燃烧炉焚烧技术：可有效去除有害物质，处理后的铝灰可再利用，成品经济价值高。但会产生粉尘、氮氧化物等污染物，面临除盐问题，对原料和反应条件要求高.

　　•火法处置铝灰工艺：工艺成熟，设备简单，生产成本低，投资省，占地面积小，无二次污染，产品方案多样化，但能耗指标要求高，对能耗准入要求高的区域不利.

　　固化处理

　　将二次铝灰与水泥、石膏等固化剂混合，使有害物质被包裹在固化体内部。其操作简单，成本相对较低，可用于一些难以通过其他方法有效处理的二次铝灰。不过固化后的产物若处理不当，存在长期稳定性问题，且利润空间相对较小，主要是通过降低处理成本来体现一定的经济效益。

　　四、以下几种二次铝灰无害化处理技术在节能方面各有特点：

　　湿法处理

　　•酸浸法：反应无需加热，能在常温下进行，可节省大量的热能，但其会产生较多氢气，存在一定安全隐患.

　　•碱浸法：虽可减少氢气产生，但通常需在一定温度条件下进行反应，相对酸浸法能耗稍高，不过其无害化效果好，能有效减少单质铝溶出以便进一步回收.

　　•多段连续强化水解浸出＋高值定向转化技术：通过精准调控反应温度和时间等工艺条件，实现活性组分和可溶盐组分高效分离，过程中产生的可燃气可作为二次燃料使用，一定程度上提高了能源利用率.

　　火法处理

　　•回转窑高温熔炼技术：需在高温下进行，能耗较高，但如果采用先进的节能型回转窑设备，如选用调心滚动轴承支承装置、托轮轴承由大瓦改为滚动轴承等方式，可减少摩擦，节省电耗.

　　•燃烧炉焚烧技术：同样需要高温，会消耗较多能源，并且对原料和反应条件要求高，否则难以达到理想的无害化效果和能源利用效率.

　　•二次铝灰旋转炉：煅烧过程中不需要外加热源，可大大降低生产成本，有效去除二次铝灰中氮化铝、氨气等.

　　固化处理

　　固化处理是将二次铝灰与固化剂混合，操作简单，主要能耗在于搅拌等设备的运行，能耗相对较低，但该方法只是将有害物质包裹，并非真正意义上的无害化处理，且长期稳定性存在问题，利润空间较小。

　　五、以下是几种常见的二次铝灰煅烧技术：

　　回转窑煅烧技术

　　•原理：通过回转窑的旋转运动，使二次铝灰在窑内均匀受热，实现煅烧。窑内温度一般在700℃-1600℃之间，在高温下，铝灰中的氮化铝、碳化铝等有害物质分解，同时使铝灰中的氧化铝等成分得到进一步的稳定和提纯.

　　•优势：处理量大，效率高，适合大规模处理二次铝灰；产品质量稳定，煅烧后的氧化铝含量高，可作为优质的耐火材料、陶瓷材料等的原材料；通过合理设计窑体结构和选用节能型设备，可有效降低热能损失，提高能源利用率，如采用调心滚动轴承支承装置等减少摩擦，节省电耗.

　　隧道窑煅烧技术

　　•原理：二次铝灰放置在窑车上，缓慢通过隧道窑的预热、煅烧、冷却等区域，在不同温度段进行逐步煅烧。燃料在燃烧室内燃烧，产生的热量通过窑壁、热气等方式传递给铝灰，使其达到煅烧的目的。

　　•优势：温度控制精准，能够根据不同的煅烧阶段和要求，精确调节各区域的温度，有利于提高产品质量和稳定性；生产过程相对连续，自动化程度较高，可实现大规模、稳定的生产；采用高效的燃烧系统和余热回收装置，能充分利用燃烧产生的热量，降低能耗。