铝灰综合利用项目行业调研市场分析报告

铝灰综合利用项目

行业调研市场分析报告行业调研及投资分析

铝灰综合利用项目行业调研市场分析报告目录

第一章宏观环境分析

第二章区域内行业发展形势分析

第三章重点企业调研分析

第四章重点投资项目分析

第五章总结及展望

第一章宏观环境分析

一、产业背景分析

2017年我国原铝产量为3590.5万t,占全球原铝产量的56.7%[1]｡近年来,国家加大了对再生金属产业的鼓励和支持力度,对再生金属产业的发展加以引导和扶持｡在政策红利支持下,废铝利用率也不断提高,铝灰产量也日益增加,据推测,2017年我国铝灰产量150~200万t,且每年以2%左右的速率增长｡铝灰中含有氟化物､氮化铝､可溶盐等对环境有毒有害物质,在2016年被列入《国家危险废弃物名录》,属于有色金属冶炼废物(HW48),需按照危废相关要求处置｡国内外学者围绕铝灰处理技术开展了大量工作,并取得一定成效,但仍未实现大规模产业化应用,本文对已有研究成果进行归纳整理,为后续铝灰处理工作提供思路和借鉴｡铝灰产生于所有的熔融铝的工序,主要包括:原铝生产(电解铝)､铝合金生产､废铝回收再生及铝灰处理过程｡通常,按照铝灰中金属铝含量的不同,可分为一次铝灰和二次铝灰｡从熔炼炉内扒出的铝渣称为一次铝灰,外观上呈现灰白色,主要是由金属铝和铝氧化物组成的混合物,铝含量可达15%~70%,也称之为“白铝灰”;二次铝灰是一次铝灰提取金属铝后的废弃物,主要成分为氧化铝､氮化铝､金属铝､盐类以及其它组分,因其固结成块状,也称之为“盐饼”｡

铝灰成分因产生环节及工艺的不同,具有较明显的差异,主要物相为氧化铝､金属铝､镁铝尖晶石､方镁石､石英､氮化铝､碳化铝及盐溶剂等[2-

4]｡铝灰堆积密度0.828~1.118g/cm3,表观密度2.396~2.528g/cm3,浸出液pH 为9.03~10.14[5],ABDULKADIR等利用JMatPro计算了铝灰的热导系数及比热容[6]｡从图1可知,铝灰热导系数和比热容与温度均呈现较好的线性关系,但在624K时发生突变,这是因为在该温度下铝灰发生了相变｡

我国铝灰处理及资源化水平相对落后,多数企业采用直接填埋或堆存方式处理,这种粗放处理方式会对环境造成以下三方面危害｡

铝灰在堆存过程中受雨淋或潮湿环境影响,其赋存的氟化物､氰化物､重金属､可溶盐等有毒有害物质会发生迁移转化,造成地下污染[7]｡此外,铝灰中的氮化铝在潮湿环境下会释放出氨气,引起地下水pH升高;部分钙､镁离子还可能导致地下水总硬度超标｡< p>铝灰中含有的氮化铝､金属铝及少量的碳化铝､硫化铝､磷化铝等,遇水会释放大量氨气,并产生一定量氢气､甲烷､硫化氢､磷化氢等[8]｡这些气体多数有毒有害,部分具有恶臭性､易燃易爆性,直接排放到空气中不仅污染大气,还会带来安全隐患｡此外,堆场铝灰在风吹日晒环境下,导致铝灰表面粘结性变差,极易引起粉尘污染｡

铝灰堆存不仅占用大量耕地,而且其盐分会缓慢积聚在土壤中导致盐碱化,扰乱周围植物根系正常生理活动｡此外,铝灰中的硒､砷､钡､隔､铬､铅等可能导致土壤重金属超标[9]｡

铝灰,特别是一次铝灰中含有较高的金属铝,国内外开发了许多技术用于回收铝灰中的金属铝｡主要分为热处理法和冷处理法两类[10]｡常见的铝灰热回收技术包括:炒灰回收法､倾动回转窑处理法[12]､压榨回收法及离心法等｡该类技术主要应用于一次铝灰,能够充分利用铝灰的物理潜热,但铝灰在高温条件下反复搅

拌,不可避免要与空气接触,致使金属铝被大量氧化,降低了铝的回收率｡常见的铝灰冷处理技术包括离心法[13]､电选法[14]､重选法､机械筛分法等[1 1]｡该类技术主要应用于二次铝灰回收金属铝,具有操作简单､污染小的优点｡铝灰回收金属铝技术的主要原理及优缺点如表1所示｡

铝灰回收氧化铝的方法主要有酸法､碱熔炼法､碱浸法等,其优缺点如表2所示｡DAS[15]利用硫酸浸出法从铝灰中回收η-

Al2O3,先通过水洗除去铝灰中的可溶盐,再用硫酸浸出获得硫酸铝溶液,将其与氨水反应,最后经煅烧制备出η-

Al2O3,该工艺中铝的回收率达到84%｡MOSTAFA[16]采用盐酸浸出法制备纳米级高纯氧化铝γ-

Al2O3,在盐酸浓度5mol/L,反应温度85℃下浸出2h,制备出粒径为15.90nm的氧化铝,产品纯度在98%以上;研究还发现铝灰在盐酸中的溶解受层扩散控制,反应活化能为10.49kJ/mol｡李菲[17]采用低温碱性熔炼—浸出—

晶种分解工艺制备出α-

Al2O3｡周扬民[18]将净化后铝灰与烧碱熔炼制备铝酸钠,然后经水浸､分离､煅烧等工序制备出砂状氧化铝｡谢刚[19]采用加压碱浸,微波辅助活化的方式,实现了从电解铝灰中回收氧化铝｡

铝灰中盐主要来源于热处理法回收铝过程中添加的熔剂｡崔维[20]采用超声波强化浸出回收铝灰中氯盐,与常规浸出相比提高了浸出率､缩短了浸出时间｡BRUCKARD[21]研究了不同铝灰粒度､浸出时间､浸出温度､浸出液种类对可溶盐的影响,表明90%以上的氯化

物能够在1h内通过水洗脱除,在湿磨—

碱浸工艺条件下,氯去除率高达99.6%｡铝灰中的可溶盐回收,一般不单独进行,通常是铝灰资源化的一个附加工艺｡

二、产业政策及发展规划

（一）中国制造2025

我国经济运行平稳、稳中有进，但也面临“稳中有变、变中有忧，外部环境复杂严峻，经济面临下行压力”的局势。从内部看，为解决长期积累的结构性矛盾，我国深入推进供给侧结构性改革，在取得成绩的同时也遇到一些困难、矛盾和挑战。2019年，我国经济虽然面临下行压力，但经济发展长期向好的基本面没有改变。我们要坚定信心，激活内生动力，坚持推动高质量发展，在发展中迎接挑战，在变局中抓住机遇。实现高质量发展，是对经济新方位的科学判断。中国特色社会主义进入了新时代，基本特征就是经济已由高速增长阶段转为高质量发展阶段。推动高质量发展成为当前和今后较长时期确定发展思路、制定经济政策、实施宏观调控的根本要求。2017年我国GDP规模首次突破80万亿元，稳居世界第二，对世界经济贡献率超过30%，成为世界经济发展的“动力源”和“稳定器”。但是，中国连续40年的高速增长，也暴露出一些矛盾，突出问题是大而不强，环境质量下降，资源消耗过大，人力红利丧失，产能明显过剩，资金依赖性强，经