摘 要：以電解鋁生產(chǎn)系統(tǒng)為出發(fā)點，從生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害氣體、固體廢棄物和污水等三個方面闡述了電解鋁企業(yè)污染物產(chǎn)生機理和污染現(xiàn)狀。著重指出有害氣體和高危有害廢槽襯等固體廢棄物對環(huán)境破壞的嚴(yán)重性，有針對性地給出了電解鋁企業(yè)治污的措施。

關(guān)鍵詞：電解鋁；環(huán)境污染；生產(chǎn)系統(tǒng)；治理措施

目前，我國電解鋁年產(chǎn)量已經(jīng)突破2400萬噸，居世界首位，且電解鋁年產(chǎn)量仍以10%的速度遞增[1]。在電解過程中，多種氟化鹽在高溫作用下熔融為電解質(zhì)，氧化鋁與電解質(zhì)在電流作用下析出金屬鋁，而電解質(zhì)中的氟化鹽發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氟化氫，氟化碳和氟化硅等氟化物氣體，這些氣體氟化物是電解鋁生產(chǎn)過程中的特征污染物，若不加以控制和凈化會對空氣造成嚴(yán)重的污染[2-3]。同時，在電解過程中會造成部分氟化物粉塵飛揚，這些氟化物隨煙氣排放一定程度地污染周圍環(huán)境。另外，電解鋁企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的固體廢棄物，如廢槽襯、碳渣、生活垃圾等，這些固體廢棄物對于企業(yè)周圍環(huán)境污染也起著促進(jìn)作用。鑒于此，作者根據(jù)多年工作經(jīng)驗對電解鋁企業(yè)污染源進(jìn)行分析，并給出有針對性的治理措施。

1 電解鋁污染物分析

1.1 電解鋁生產(chǎn)系統(tǒng)

在電解鋁生產(chǎn)過程中，以碳素體和鋁液分別作為陽極和陰極，在直流電和950℃～970℃作用下，碳素陽極與氧發(fā)生反應(yīng)生產(chǎn)一氧化碳和二氧化碳而不斷消耗，故需要對碳

素陽極進(jìn)行定期補充；陰極產(chǎn)物為鋁液，鋁液從電解槽內(nèi)通過出鋁抬包抽出進(jìn)入混合爐和鑄造機制成鋁錠。在電解過程中，電解槽中會溢出大量的氟化物氣體、氟化物粉塵、二氧化硫和其他粉塵顆粒，這些產(chǎn)物是電解鋁企業(yè)主要污染物。資料顯示，電解鋁企業(yè)氟化物污染物產(chǎn)率為20～35kg/t-Al，且電解鋁企業(yè)中的99%以上的污染物均在電解鋁過程中產(chǎn)生。電解鋁生產(chǎn)系統(tǒng)流程和污染物產(chǎn)生過程見圖1所示。

1.2 污染物分析

（1）有害氣體污染，電解鋁企業(yè)環(huán)境污染最主要的因素便是電解鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害氣體。當(dāng)前，國內(nèi)外鋁煉冶多采用冰晶石和氧化鋁熔融電解法來獲得單質(zhì)鋁，在電解過程中因物質(zhì)分解、揮發(fā)等過程產(chǎn)出大量的有害氣體和有害粉塵，具體為：電解原料中的冰晶石和氧化鋁中含有大量的氟化物，在電解槽高溫和電流作用下氟化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氟化氫，氟化碳和氟化硅等氟化物氣體；在電解槽內(nèi)，部分含氟顆粒隨電解質(zhì)揮發(fā)和氟化物升華而散出，這部分含氟顆粒形成粉塵散布于生產(chǎn)車間直至隨空氣排出；以游離態(tài)存在的氟離子與陽極碳結(jié)合生成的氟化物氣體也會對環(huán)境造成污染；陽極糊中含有的瀝青在電解過程中會產(chǎn)生少量的二氧化硫、硫化氫氣體和苯并花等物質(zhì)；另外，在電解過程中，游離氧與陽極碳素相結(jié)合生成二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w，二氧化碳是重要的溫室氣體，一氧化碳是劇毒物質(zhì)。電解鋁企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生氟化氫，氟化碳、二氧化硫、硫化氫等多種有害氣體和含氟顆粒，這些污染物若不加以控制勢必對周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。（2）固體廢棄物污染，在電解過程中，高溫電解質(zhì)會不斷滲入電解槽內(nèi)襯并與內(nèi)襯組成發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成的新型化合物填充在槽內(nèi)襯內(nèi)造成內(nèi)襯結(jié)構(gòu)破壞，根據(jù)電解鋁生產(chǎn)實踐，電解槽平均3～4年就需要進(jìn)行一次大修，大修時必須更換槽內(nèi)襯和槽體耐火材料，廢棄的槽內(nèi)襯含有大量的氟化物和其他有毒物質(zhì)，耐火材料含氟量較低，故廢槽內(nèi)襯屬于高危廢物，有關(guān)資料顯示，電解鋁廢槽襯、耐火材料等固體廢棄物產(chǎn)率為10～40kg/t-Al，若廢槽襯處理不當(dāng)還會造成二次污染，如堆放在露天場地的槽內(nèi)襯和耐火材料會因雨雪的侵蝕造成氟化物滲入地下造成土壤和地下水污染，在大氣侵蝕作用下致使廢棄物表面風(fēng)化產(chǎn)生有毒粉塵污染大氣，故廢槽內(nèi)襯和其他廢棄固體處理一直是電解鋁企業(yè)著重解決的固體污染源。（3）水污染，電解鋁企業(yè)生產(chǎn)廢水含有少量的氟化物和氰化物，若不經(jīng)過凈化處理直接排放則會直接影響地下水體水質(zhì)；另外，企業(yè)生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的冷卻水和生活污水也是電解鋁企業(yè)周邊污染的重要源泉。

2 環(huán)境污染應(yīng)對措施

2.1 氣體污染治理

電解過程中產(chǎn)生的氟化物、硫化物和粉塵等環(huán)境污染物一般可經(jīng)過“干法”凈化系統(tǒng)進(jìn)行處理，“干法”凈化法的優(yōu)點是無水化學(xué)反應(yīng)，且產(chǎn)生二次污染可能性較小。“干法”凈化法是通過電解鋁生產(chǎn)所用氧化鋁作為吸附劑吸附煙氣中的氟化氫等有害污染氣體來完成污染氣體的凈化，凈化系統(tǒng)工藝流程主要包括電解槽集氣、吸附反應(yīng)過程、氣固分離過程、氧化鋁輸送和機械排風(fēng)等系統(tǒng)。實踐證明，“干法”凈化已經(jīng)成為了電解鋁企業(yè)處理有害煙氣的最為有效的方法。

2.2 固體廢棄物處理

鑒于槽內(nèi)襯和耐燒材料屬于電解鋁企業(yè)高危廢棄物，應(yīng)嚴(yán)格按照《危險廢物貯存污染控制標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)要求進(jìn)行貯存和管理。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳渣可經(jīng)陽極組裝車間進(jìn)行處理后再利用，殘陽極可進(jìn)行返修再利用；生活廢棄物進(jìn)行統(tǒng)一分類后交由環(huán)衛(wèi)部門進(jìn)行處理；其他固體廢棄物堆放和處理應(yīng)按照相關(guān)要求進(jìn)行處理。

2.3 水污染處理

對于含有氟化物和氰化物等污染物的水體必須經(jīng)過凈化裝置進(jìn)行凈化后方可排放；對于冷卻水需建立循環(huán)利用系統(tǒng)進(jìn)行處理，即電解車間、煅燒、生陽極系統(tǒng)等生成的冷卻水需經(jīng)冷卻水塔進(jìn)行處理，鑄造車間產(chǎn)生的冷卻水經(jīng)除油、冷卻系統(tǒng)進(jìn)行處理，冷卻水經(jīng)處理后進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)直接利用；生活污水進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行凈化。

3 結(jié)束語

電解鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、固體廢棄物等若不加以控制則會對空氣、土壤和水體造成污染。加強有害氣體、污水和固體廢棄物處治理，嚴(yán)格控制污染物排放總量是當(dāng)前國家對于電解鋁企業(yè)的硬性要求，同時也是電解鋁行業(yè)提升自身形象的重要途徑。在處理電解鋁廢棄物處理時，應(yīng)有選擇、有重點地制定治理方案，盡可能地使廢棄物回收利用，這樣不僅有助于環(huán)境保護(hù)，也有利于降低企業(yè)經(jīng)營成本。另外，應(yīng)加強電解鋁生產(chǎn)工藝的優(yōu)化和環(huán)保設(shè)備的投入，從根源上控制污染物的排放，這也是發(fā)展環(huán)保型電解鋁行業(yè)的必經(jīng)途徑。

參考文獻(xiàn)

[1]張西林，馬超，熊如意，等.對電解鋁廠周圍氟污染的環(huán)境影響評價[J].中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)，2012（10）：41-44.

[2]謝靜.電解鋁廢槽襯環(huán)境污染分析及對策[J].河南林業(yè)科技，2008，28（2）：63-64.

[3]蕭筱瑜，張靜.電解鋁生產(chǎn)污染防治措施分析[J].廣州化工，2013， 41（20）：123-124.

作者簡介：朱超（1978，12-），男，河南省永城市人，本科，助理工程師，現(xiàn)從事電解鋁煙氣凈化治理工作。