铝电解过程危险废物的资源化利用技术

铝电解过程危险废物的资源化利用技术
摘要：社会主义建设不断推进，社会观念随之不断变革，节约资源保护环境
意识深入人心。

各类绿色节能技术受到关注，铝电解危废处理技术就是其中之一。

该技术的应用有助于提升资源利用率，以及减轻危废对环境污染，本文将围绕着
铝电解过程危险废物的资源化利用技术展开分析，从铝电解废弃物分析入手，对
目前常用的铝电解危险废弃物处理技术进行分析，并探索技术应用中存在的问题，展望未来技术发展方向，希望能够促进铝电解危废处理技术不断革新优化。

关键词：铝电解；危险废物；资源化利用技术
引言
工业生产离不开资源的消耗，金属资源对于各行业而言尤其重要，其中金属
铝的消耗在所有金属中位居前列，每年都在增加。

铝电解产业能够为其他行业提
供金属铝，市场前景广阔，但也造成了铝资源利用不够充分以及危废污染环境的
问题。

铝电解产业生产过程中产生了大量的危险废弃物，这些危废对环境造成了
极大威胁，如何对其进行处理一直是行业内的难题，目前的铝电解危废处理技术
在应用过程中也存在很多问题需要解决。

1电解铝生产中的常见危险废物
我国电解铝生产行业发展较快，铝电解生产过程中产生的危险废物对环境以
及生产作业安全都有较大影响，因此必须做好危险废物的处理与利用工作。

当前
电解铝生产时会出现的危险废物主要有如下几种：炭渣以及铝灰，废阴极材料和
废槽衬形成的渣类物质，这种渣类危险废物又被称为大修渣。

进行电解铝生产时，炭渣的主要是阳极炭块在生产过程中发生电化学反应而发生脱落的产物，其含氟
量较高，甚至可达百分之三十二。

而铝灰则是由于铝电解、熔铸等生产过程中，铝与氧化物反应生成的，其主
要成分就是氧化铝。

大修渣的产生主要就是电解生产中由于设备、容器长期被电解液腐蚀，产生了物质脱落与氧化，大修渣的成份较为复杂，危险性也较大，后期回收及资源化利用难度也相对较大。

2国内电解铝危废处理技术
2.1大修渣危废处理以及无害化技术
在国内主要的铝电解大修渣的处理处置技术有： 1 ）北京矿冶研究总院开发的铝电解废旧阴极无害化技术研发及产业化应用技术，采用浮选—酸浸工艺分离回收炭质材料、电解质及碳化硅粉，炭粉可返回阴极生产系统，电解质可直接返回电解槽使用，SiC-Si 3 N 4 可用于制备超细耐磨材料。

2）中国铝业郑州有色金属研究有限公司开发的废阴极和废耐火保温材料分类、分时段无害化处置工艺，形成铝电解大修渣无害化处置成套工艺技术，处置后的无害化渣中，可溶氟化物平均含量 3.93 mg/L ，可溶氰化物平均含量 0.105 mg/L ， pH 值平均 7.2 ，完全达到 I 类固废一级标准。

目前还有电解槽废阴极生产石墨碎的资源化利用技术尚在研发中。

2.2铝灰处理技术
铝灰的主要成分为 Al
2 O
3
, 目前国内外铝灰综合利用方法包括: 制备清
水砖、生产烧结材料、合成聚合氯化铝、生产硫酸铝、生产棕刚玉、酸浸
生成γ - Al
2 O
3
、铝灰加压水浸综合回收利用。

较为常见的是铝灰制备硫
酸铝的技术，电解铝生生的时候会有铝灰产生，把铝灰再通过一定的设备输送到脱碳器里，氮气再通过蒸汽的处理之后方可推送到硫酸铝反应釜里，再和其中的稀硫酸发生化学反应，这样的话硫酸铝溶液就顺利生成了。

然后再通过过滤处理即可输送到储存槽进行储存。

再通过聚合蒸发釜把硫酸铝进行处理就可以得到晶体状的物质，然后再对其进行破碎处理之后就可以在市场上流通了。

2.3炭渣处理技术
当前炭渣废料的综合利用受到广泛关注，其主要回收利用技术为浮选技术、真空冶炼技术等，真空冶炼技术的目的为对废炭渣中的电解质进行回收及综合利用，而浮选法的主要目的则是对废料中的碳素进行回收及处理。

3当前我国电解铝行业生产中的危废处理技术发展难点
3.1湿法处治技术的附加值不够
我国当前进行电解铝大修渣处理生产时通常会采用无害化湿法处理或者堆存处置，这样处理的费用相对较低，不过湿法处理大修废渣时无法为后续的资源化利用提供更大的附加值，或者生产产品的可利用效果较差。

这主要是由于大修渣无害化处理后所形成的尾渣主要成分就是氟化钙，无法进一步有效利用废料中的氟，或者阴极废料处理过程中产生的普通碳粉材料可利用价值较低。

3.2新型处理技术发展有待推动
火法处理危废的技术是国外兴起的，这一技术在国外也已经发展成熟，不过由于火法处理方式的成本太高，且电解铝行业本身的价格竞争就非常激烈，导致火法处理铝生产危险废料的技术得不到广泛推广，这一技术就更谈不上进一步发展。

这也给铝生产危险废料处理及资源化利用的技术优化带来了阻碍。

4电解铝生产中危废处理技术的未来发展建议
4.1积极发展铝电解生产中废槽衬危废处理技术
在大量的行业生产实验结果中可以看出，当前进行铝电解废槽衬处理技术操作时有如下特点：首先水泥窖进行槽衬废料回收处理的技术相对成熟，国外已有成功案例。

其次我国电解铝生产企业所产生电解槽衬废料可以与水泥窖协同处理工程相兼容，其性质参数符合水泥窖处治的原料技术要求，并且我国存在大量普通水泥窖，这些水泥窖可以在改建后进行危废处理。

最后水泥窖协同处治电解铝危废的能力较大，可以为我国产量巨大的铝生产行业解决危废大修渣后续处理问题。

最后其处理过程可以实现彻底无害化、资源化，不会有尾渣造成二次污染，符合当前我国各地环保要求。

这一技术相较于常见的湿法处理技术有一定优势，经济性好，有较大的推广价值。

4.2铝电解生产过程中阴极废料的资源化利用技术发展
由于在铝电解生产中所用的阴极材料在电化学反应中脱落形成的废渣具有成
分复杂、化学提纯难度大的特点，因此当前很多铝生产厂家都没有将这一技术发
展作为重点。

但是废阴极其实石墨含量超过一半，可以通过破碎处理后过筛分离，并用电弧炉进行提纯的方式来获得高纯度、且产品附加值较高的石墨材料，且处
理过程中废气处理也较为便利，这一技术操作的经济性较好，未来可以在行业内
进行广泛普及。

4.3电解铝生产中铝灰危废的资源化利用技术
在当前国外铝生产行业危废处理技术中，发展得最好的就是铝灰处理技回收
技术，在欧洲一种较为新型的铝灰资源化处理技术得到了广泛应用，它就是在热
铝灰快速封渣之后再结合回转炉高效提铝技术进行铝灰废渣处理的技术，这一技
术操作过程中可以通过封渣快速操作有效隔绝空气中的氧气，而在回转炉进行铝
元素提取时可以加入一定的外加剂，以保证铝灰废料当中提取铝金属时出现氧化
问题而影响提铝效果，这一综合技术可以有效降低铝灰处理后的出渣量，且铝提
取产品质量较高，具有较高经济价值。

结束语
综上所述，铝作为性质活泼的金属，极容易发生化学反应形成新物质，在电
解时往往会生成大量危险废弃物，加强危废回收处理技术的应用与革新，对于铝
电解行业的可持续发展具有重要意义。

目前的铝电解危废处理技术针对不同的废
弃物有相应的处理方法，各类技术各自的优势和劣势，在应用过程中存在附加值
缺乏、技术发展慢、推广不足等问题，相关单位应当针对这些问题对技术进行优
化改进，根据废弃物种类差异，革新危废处理技术，尽可能提升资源利用率，助
力铝电解行业可持续发展。

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