【摘要】：隨著環(huán)境的變化，人們對環(huán)境的保護越來越重視。冶金行業(yè)也在朝著綠色環(huán)保的方向不斷發(fā)展，因此對于金屬的循環(huán)利用也是綠色冶金的一部分。鋁灰作為電解鋁的副產(chǎn)品，對于鋁灰的回收利用越來越多。以鋁灰代替硅鐵冶煉金屬鎂的新法煉鎂受到越來越多的研究。新法煉鎂是鋁熱還原的一種，新法煉鎂可以大量的利用鋁灰，其煉鎂渣中的氧化鋁和氧化鈣化合生成了鋁酸鈣式煉鎂渣，鋁酸鈣式煉鎂渣通過高壓浸出其中的氧化鋁，為冶金行業(yè)的綠色發(fā)展做出貢獻，達到了低碳冶金的目的。

【關(guān)鍵詞】：鋁灰；新法煉鎂渣；高壓浸出

概述

新法煉鎂渣是以鋁灰為還原劑，將其在真空熱還原下煉冶煉鎂所產(chǎn)生的還原渣。目前的煉鎂渣主要以硅鐵作為還原劑的皮江法產(chǎn)生的煉鎂渣為主，但是以鋁灰作為煉鎂還原劑具有很多優(yōu)點，將是未來煉鎂新的發(fā)展方向之一。

目前作為廢料處理的鋁灰不斷增加，而新法煉鎂渣的回收利用可以實現(xiàn)鋁灰的利用，而且相對于皮江法的煉鎂渣具有回收率高和污染小等優(yōu)點，因此對于高壓浸出新法煉鎂渣的研究對鎂冶煉的未來發(fā)展具有參考性意義。

鋁灰

鋁灰是在氧化鋁電解還原過程中或鋁型材的熔鑄過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。鋁灰因來源差異可以分為一次鋁灰和二次鋁灰[1-2]：一次鋁灰是在電解生產(chǎn)原鋁、鑄造等過程中產(chǎn)生，鋁含量可達15%～70%；二次鋁灰是指一次鋁灰經(jīng)過處理回收其中大部分的鋁后產(chǎn)生的鋁灰，其主要成分為氧化鋁、精煉劑和鋁的混合物，其中鋁含量比一次鋁灰低。二次鋁灰由于含鋁量低，處理較難，少量進行回收，一般均作為廢渣進行填埋處理。二次鋁灰具有含鋁量低，回收的價值較小的特點，因此二次鋁灰的價格相對便宜。目前二次鋁灰的利用率不理想，只有少部分的用于生產(chǎn)鋁電解槽中的陽極保護環(huán)或作為煉鋼脫硫劑等，二次鋁灰如果進入環(huán)境中會對環(huán)境造成難以恢復(fù)的破壞。

由于每個廠家生產(chǎn)金屬鋁采用的氧化鋁原料和冶煉過程都有差異，因此產(chǎn)生的鋁灰的成分的含量有差異，但是鋁灰中含有金屬鋁、氧化鋁、氮化鋁等物質(zhì)，具備較高的回收利用價值。以價格便宜的鋁灰作為熱還原煉鎂的還原劑，不僅將熱還原法煉鎂的成本降低，還將對環(huán)境有污染的鋁灰加以利用。

鋁灰的利用以在高溫條件下提取金屬鋁，氧化鋁、氯化鋁、硫酸鋁等無機材料制備，煉鋼輔料及還原煉鎂四個方面為主。

冶煉鎂的方法

目前冶煉金屬鎂的方法主要有熔鹽電解法冶煉金屬鎂和熱還原法冶煉金屬鎂兩大類：熔鹽電解法冶煉金屬鎂在國內(nèi)工廠化生產(chǎn)鎂中應(yīng)用的很少。熱還原法冶煉鎂在國內(nèi)工廠中采用最多的就是硅熱法。目前，世界上絕大部分的金屬鎂是由皮江法生產(chǎn)的，但皮江法煉鎂仍具有以下缺點：高耗能、耗料高、廢渣與廢氣排放量大，但是皮江法仍具有以下優(yōu)點：工藝流程簡練、建廠投資少、生產(chǎn)方法靈活、成品鎂的純度高，并且可以直接利用白云石作為原料冶煉，皮江法成為我國冶煉金屬鎂的主要方法。

生產(chǎn)1 t金屬鎂的理論消耗量為硅鐵0.75 t、白云石8.5 t，產(chǎn)生4 t廢渣；生產(chǎn)l t金屬鎂的理論消耗量為0.75 t金屬鋁、白云石4.43 t（外加0.8 t苛性菱鎂礦），產(chǎn)生2.77 t廢渣；采用單質(zhì)鋁還原后，在1050℃以下即可發(fā)生還原，其效果與硅熱法在1200℃時的效果相差無幾 [3]。鋁熱法還原煉鎂優(yōu)于硅熱法還原煉鎂，但是現(xiàn)階段在工業(yè)上采用硅熱法進行金屬鎂的冶煉，由于單質(zhì)鋁的價格較高，導(dǎo)致鋁熱法的成本高于硅熱法，因此沒有將鋁熱法應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，鋁灰的增加并且具有價格便宜的現(xiàn)狀，以鋁灰作為還原劑使降低成本，產(chǎn)生的煉鎂渣可以浸出其中的氧化鋁，相對于皮江法產(chǎn)生的煉鎂渣更利于處理。

煉鎂渣的處理

目前工業(yè)上冶煉金屬鎂主要是以硅鐵作為還原劑的皮江法，因此現(xiàn)階段對皮江法的煉鎂渣的研究比較多。例如，利用鎂渣研制新型墻體材料、鎂渣在煤脫硫方面的應(yīng)用、金屬鎂渣在煅燒水泥熟料中的應(yīng)用、鎂還原渣在生產(chǎn)加氣混凝土當(dāng)中的應(yīng)用及鎂還原渣的廢熱利用等多個方面[4]。

新法鋁熱煉鎂渣目前主要研究方向是對其渣中的氧化鋁在堿性溶液下進行浸出，然后將新法煉鎂渣的浸出液進行碳分得到氫氧化鋁，從而實現(xiàn)鋁灰的利用。

高壓浸出

高壓浸出是把浸出溫度提高到浸出劑溶液沸點以上來提高浸出能力的方法。此方法廣泛應(yīng)用在濕法冶金。高壓浸出的發(fā)展曾遇到了一些制造方面的困難：高壓浸出設(shè)備的制造復(fù)雜；高壓浸出設(shè)備材料腐蝕問題沒有被解決，如今耐腐蝕材料的大量涌出得以解決。高壓浸出在高壓釜內(nèi)進行，高壓釜結(jié)構(gòu)與機械攪拌浸出槽的結(jié)構(gòu)相似，但更耐高壓，密封良好[5]。高壓浸出改善了浸出反應(yīng)條件，優(yōu)化了其浸出時的熱力學(xué)和動力學(xué)條件。目前高壓浸出應(yīng)用到新法煉鎂渣的處理中，使新法煉鎂渣中的氧化鋁浸出率顯著提高。

目的及意義

在遼寧省具有大量天然的菱鎂礦資源，并且遼寧省也分布著許多鋁廠和鋁材加工廠。例如，遼寧忠旺集團有限公司、撫順鋁廠、營口托田鋁業(yè)有限公司等，這些工廠每年會不斷的帶來大量的鋁灰資源。綜合考慮遼寧省本地的這些優(yōu)勢，可以將鎂礦資源和鋁灰資源合理的利用，然后將其煉鎂渣利于高壓浸出的優(yōu)化條件進行處理。這種處理方法為本地工業(yè)資源優(yōu)勢提供理論性的參考。

參考文獻：

[1]Shinzato M C，Hypolito R.Solid waste from aluminum recycling process：characterization and reuse of its economically valuable constituents [J].Waste Management，2005，25（1）：37-46.

[2]Hazar A B Y，Saridede M N，Cigdem M.A study on the structural analysis of aluminium drosses and processing of industrial aluminium salty slags [J].Scandinavian Journal of Metallurgy，2005，34 （5）：213-219.

[3]王學(xué)詩，鄒愛平.廢鋁取代硅鐵作還原劑是熱法煉鎂的發(fā)展方向[J].中國物資再生產(chǎn)，1997（7）：12-19.

[4]徐祥斌，羅序燕，李長勇.鎂還原渣的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].輕金屬. 2009（7）：49-52.

[5]馬榮駿.濕法冶金新發(fā)展[J].濕法冶金.2007，26（1）：1-12.