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        鋁灰資源化綜合利用研究進(jìn)展

        2021-09-01 23:13:17黃花娥
        科學(xué)與生活 2021年9期
        關(guān)鍵詞:綜合利用研究分析

        黃花娥

        摘要:鋁灰主要是鋁在煉制過程中產(chǎn)生的一種污染物,它的成分構(gòu)成較為復(fù)雜,絕大多數(shù)的鋁灰中都含有金屬鋁、氧化鋁等成分。對鋁灰開展綜合利用有利于減輕其對環(huán)境造成的污染,有時甚至能夠帶來一定的經(jīng)濟效益。對鋁灰這類污染廢棄物進(jìn)行妥善處理對社會、對人類都有著至關(guān)重要的意義。本文主要對鋁灰的資源化利用進(jìn)行了簡要的介紹,展望了鋁灰資源化綜合開發(fā)的研究前景。

        關(guān)鍵詞:鋁灰資源化;綜合利用;研究分析

        前言

        隨著我國制造行業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,電解鋁工業(yè)也取得了不小的進(jìn)步。我國的鋁產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)居于世界首位。然而電解鋁的過程中會產(chǎn)生鋁灰這一副產(chǎn)品,危害了生態(tài)環(huán)境,還在一定程度上對人的身體健康產(chǎn)生不利的影響。對鋁灰進(jìn)行資源的綜合化利用不僅能夠降低廢渣的處置成本,還能夠進(jìn)化生態(tài)環(huán)境。鋁灰雖然為廢棄殘渣,但是其中有價值的元素較多,因此,鋁灰的資源綜合化利用有著十分重要的意義。

        一、鋁灰資源化的綜合利用技術(shù)

        1.1目前常用的從鋁灰中回收鋁的方法

        炒灰回收法是一種回收率較高的回收鋁的方法,其主要是在鐵鍋中加入鋁灰和一些溶劑,從外部進(jìn)行高溫加熱,有人工進(jìn)行一系列的翻炒。在翻炒完成之后,含有鋁元素的物質(zhì)會聚集在鐵鍋的底部。但是這種方法也有著其不可避免的缺點,如人工成本投入較大、成本環(huán)境差等缺點。

        傾動回轉(zhuǎn)爐處理法作為回收鋁的一種重要方法,其主要原理是將一些鹽溶劑加入爐中,借此去熔化鋁。把鋁灰與熔鹽充分混合,在進(jìn)行高溫加熱的同時攪動混合物,金屬鋁就會自然而然的落到爐底。這種回收鋁的方法整體操作過程比較簡單,但是對設(shè)備要求較高,在極度高溫的條件下設(shè)備容易出現(xiàn)故障,進(jìn)行鋁回收的量比較小。

        MRM處理鋁灰的方法主要是與攪拌設(shè)備相互配合,把鋁灰放入熔爐中,再在此基礎(chǔ)上加入一定量的溶劑,同時保證爐內(nèi)有一定的溫度,經(jīng)過一段時間后金屬鋁就會熔化,存在于爐的底部。然后操作人員再把剩余的鋁灰進(jìn)行再次篩選,進(jìn)而提高鋁的回收率。這種方法鋁的回收率較高,損失的鋁較少,且整個操作過程花費的時間較少。

        等離子體速溶法與其他幾種方法略有不同,它主要是利用電流去煉制鋁灰,一般不會使用鹽溶劑,但是需要借助二氧化碳等氣體。

        壓榨回收法有著成本低的優(yōu)點,其主要是把熱鋁渣放在設(shè)備上部,對鋁渣施加靜壓或者動壓,提取出鋁渣中的鋁。這個方法的自動化程度較高,但是我國的企業(yè)對這種方法的使用并不廣泛,且購買這類設(shè)備的投資較大,因此其發(fā)展較慢。

        重選法主要是借助水,利用密度分離鋁灰中的金屬鋁。這種方法理論研究較為豐富,但是實際操作上仍然存在較大的不足,實際使用并不廣泛。

        1.2鋁灰處理的相關(guān)技術(shù)分析

        三氧化鋁作為鋁灰的關(guān)鍵成分,所以對鋁灰進(jìn)行處理,主要是對鋁灰中的三氧化鋁進(jìn)行處理操作。

        如果在回收鋁的過程中,不添加燃料,只是利用離心原理回收鋁,那么鋁的回收率只有七成。如果把提取鋁的設(shè)備與熔爐直接相連,使用燃料,這種方法的缺點是燃料損耗多,嚴(yán)重污染了生態(tài)環(huán)境。

        通過制備陶瓷清水磚的方式去處理并利用鋁灰,這種方法主要是在鋁灰中加入一些黏土和石英,將其制備成一定的形狀之后,再放入爐中燒制,研制出一種品質(zhì)較好的陶瓷清水磚。這樣研制出的磚強度高,不僅對廢棄的鋁灰進(jìn)行了再次利用,而且還降低了制磚的成本花費。

        把鋁灰與粉煤灰結(jié)合應(yīng)用是鋁灰資源化綜合應(yīng)用的又一方式。把鋁灰、粉煤灰和碳黑摻和起來可以制備一種新型的粉末,該粉末有著良好的化學(xué)穩(wěn)定性,但是這一合成過程成本較高,難以推廣使用。

        生產(chǎn)燒結(jié)材料是二次利用鋁灰的一個重要方式。生產(chǎn)出的燒結(jié)材料強度高,透氣性好,可以被廣泛的應(yīng)用到農(nóng)業(yè)當(dāng)中。

        鋁灰的資源化應(yīng)用可以被合成聚合氯化鋁,用水洗對鋁灰進(jìn)行一系列的預(yù)處理,使鋁灰中氧化鋁的含量變?yōu)?0%左右。然后再在反應(yīng)器中加入一些酸,加熱升溫,之后再加入鋁灰,對混合物進(jìn)行充分的攪拌,控制好溶液的PH,持續(xù)幾個小時之后,就可以制得聚合氯化鋁。這種方法雖然操作起來比較簡單,但是該過程中加入的酸溶液易對設(shè)備造成腐蝕。

        采用生產(chǎn)吸附法對鋁灰廢渣進(jìn)行處理,主要是在含有吸附劑的設(shè)備之內(nèi),借助苯酚實現(xiàn)吸附劑的制備。這種方法制備的吸附劑吸附性能較好,有時可以替代活性炭吸附,在制備時一般需要操作人員控制好pH值,以使吸附劑可以發(fā)揮良好的功效。

        二、鋁灰綜合利用研究前景

        鋁灰資源化的綜合利用發(fā)展前景較為良好。對于鋁灰的初步回收來說,主要是將其中的金屬鋁進(jìn)行提煉回收,盡量減少鋁的浪費,對于二次鋁灰的綜合利用來說,其利用價值更為豐富,不僅可以用來回收鋁,還能夠生產(chǎn)其他的聚合物。例如,一些企業(yè)利用二次鋁灰生產(chǎn)油墨或者制備吸附劑。就目前鋁灰綜合利用的發(fā)展?fàn)顩r來說,我國對于二次鋁灰的利用率較低,很難將二次鋁灰的利用實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,且進(jìn)行回收利用的成本較高,對于廢料中的一些元素難以進(jìn)行妥善的處理,有時會產(chǎn)生有毒有害氣體,污染環(huán)境,危害人們身體健康。對于從事鋁生產(chǎn)的相關(guān)企業(yè)來說,應(yīng)該重視鋁灰的綜合利用,投入專業(yè)人員和資金研發(fā)一種回收利用流程較為簡單,對環(huán)境污染較小且處理鋁灰成本較低的一項新工藝,進(jìn)而實現(xiàn)鋁灰的無害化處理,給國家和社會都帶來良好的經(jīng)濟效益。

        近幾年來,國內(nèi)不少的研究團隊對鋁灰的回收利用進(jìn)行了一系列的探索。大部分都是以鋁灰作為制備某種產(chǎn)物的原料。通過升溫或加壓的方式,將鋁灰中有用的物質(zhì)分離出來,再進(jìn)行一系列的處理,以此實現(xiàn)鋁灰的資源化利用。對鋁灰這種廢棄殘渣進(jìn)行是資源化綜合處理,一方面可以避免鋁灰中有用元素的浪費,減少了鋁灰對于環(huán)境的污染。另一方面還能夠推動我國鋁灰處理技術(shù)的升級發(fā)展,提升鋁冶煉行業(yè)的整體技術(shù)水平,實現(xiàn)資源的合理化配置。對鋁灰進(jìn)行綜合利用還可以研究者研究出一些更為先進(jìn)的物質(zhì)材料,鋁灰的資源化綜合利用技術(shù)越來越得到國家的重視,因此加強對鋁灰回收利用的研究,不僅可以實現(xiàn)企業(yè)自身的長遠(yuǎn)發(fā)展,更為我國冶煉行業(yè)整體水平的提升做出一份貢獻(xiàn)。

        結(jié)束語

        對鋁灰進(jìn)行綜合利用,不僅可以減少資源的浪費,還能夠極大的改善我國的環(huán)境污染問題,在一定程度上減少了鋁灰對于生態(tài)環(huán)境的破壞。企業(yè)開展鋁灰的回收利用工作,對鋁灰中的一些有用元素進(jìn)行充分的回收,減少了原料的浪費,可以給企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。鋁灰的資源化綜合利用,在一定程度上還可以幫助企業(yè)研發(fā)新的技術(shù),有利于企業(yè)整體技術(shù)水平的提高,更有利于推動我國冶煉行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。綜合利用技術(shù)的持續(xù)研發(fā),很好的落實了我國可持續(xù)發(fā)展的政策,還能夠緩解環(huán)境污染問題,如果只是重視鋁的冶煉過程,而對鋁灰不加以治理,那么就會減慢我國冶煉工業(yè)進(jìn)步的腳步。將鋁灰變廢為寶,綜合利用,充分利用鋁灰研制新產(chǎn)品,全面貫徹經(jīng)濟循環(huán)發(fā)展的理念。

        參考文獻(xiàn)

        [1]刁微之, 楊大錦, 劉俊場. 鋁灰資源化綜合利用研究進(jìn)展[J]. 云南冶金, 2018, 047(004):33-37.

        [2]石志平、姜瀾、楊洪亮、張靖宙、付高峰. 鋁灰的回收處理及資源化利用研究現(xiàn)狀[J]. 無機鹽工業(yè), 2020, v.52;No.382(09):27-31.

        [3]劉中凱. 工業(yè)二次鋁灰資源化綜合利用技術(shù)[C]// 2019京津冀及周邊地區(qū)工業(yè)固廢綜合利用(國際)高層論壇. 0.

        廣西柳州銀海鋁業(yè)股份有限公司 廣西柳州 545006

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