再生铝和铝灰渣的处理

铝渣制备ＰＡＡＭ，对于综合利用废铝 渣及水处理方面均有重大意义并有广 阔的发展前景。
３ ．生产公路材料的原料 将铝灰与硅石（ＳｉＯ２）粉混合，在 １ ３５０℃烧结，即制成铺设路面的材 料，其硬度是普通路面材料的１．５ 倍， 抗滑能力是普铺路面材料的１．２ 倍， 该项技术在日本已经开始应用。从目 前我国再生铝工业的铝灰利用现状 看，技术还比较落后，尤其是弃灰的 利用途径和利用技术还非常落后。因 此，应该加强铝灰及弃灰的利用技术 研究，使我国再生铝工业的铝灰利用 技术赶上发达国家的水平。 ４ ．生产烧结材料 日本川岛集团的研究开发企业 Ｓｉｎｇ ｆａｃｔｓ与东海大学等共同开发了用 再生铝合金厂家产生的铝灰生产烧结材 料的技术。利用烧结技术使材料具有高 强度，并且由于内部有孔洞，使烧结材 料既轻又具有透水性。因此，该材料可 用作农用材料、海底净化材料和建筑用 轻型骨料，特别是在建筑用轻型骨料方 面，通过对用于公寓通道的烧结材料进
其次，铝在消费应用过程中，由于 铸锭、多次重熔、配制合金、零部件浇 铸；或锻造、挤压、轧制、切削加工等， 都将产生铝渣铝灰或废杂铝，废杂铝的 回收仍然要产生铝渣铝灰，每吨铝加工 应用的全过程将产生３０～４０ 千克铝渣 铝灰。２００６ 年我国的铝消费增长量高 达２９ ．３１％，超过８ ６９ ．３１万吨，这样每 年将产生２６ 万￣３４ 万吨铝渣铝灰。
４１
T 技 术 echnology
孔率为３ ０ ％￣５ ０ ％，抗折强度＞２ ０ ＭＰａ，抗压强度＞６０ＭＰａ。
６ ．合成油墨用氧化铝 油墨用氧化铝又称沉淀氢氧化铝、 轻氢氧化铝、透明白、色淀白等，由于 比重小、透明、结构软、印刷良好，故 长期以来用作油墨工业优良的填料。 郭海军等研究了以铝灰、含铝废 硫酸为原料生产油墨用氧化铝的工艺 方法，含铝废硫酸来自铝型材阳极化 工艺排放的废槽液，二次铝灰来自铝 重熔产生的一次铝灰压延、筛分、采 铝后所废弃的固体产物。采用的合成 工艺包括液体硫酸铝的制备、偏铝酸 钠的制备、氧化铝合成三个工序，其 制备的氧化铝经沈阳油墨厂检测，各 项指标均达到标准要求。刘希文等提 出了一种以含废硫酸、含铝废碱液、 二次铝灰等废弃物质为原料生产油墨 用氧化铝的制造方法。 ７ ．生产棕刚玉 刚玉是一种广泛应用的人造磨料， 主要用于制造模具、耐火材料等，其棕刚 玉的用量约占人造磨料的２／３￣３／４。刘大 强等对此进行了研究，拟定了以无烟煤 作还原剂、铁屑作沉淀剂、以经预处理的 铝灰为原料生产棕刚玉，所得产品指标 已达二级产品指标（８ ８ ％氧化铝）。 ８ ．合成聚合氯化铝 聚合氯化铝是一种无机高分子材 料，化学通式为［Ａｌ（ＯＨ ）ｍ Ｃｌ６－ｎ］，式中 ｍ ≤１０，ｎ为１￣５。聚合氯化铝是优良 的絮凝剂，已广泛应用于工业废水和生 活废水的处理等方面。 谢英惠等提出以铝灰和盐酸为原 料采用酸溶法制备液体聚合氯化铝。 首先将铝灰进行预处理，用水洗的方 法除去水溶性盐类，以降低盐酸消耗 量。处理后铝灰含氧化铝为３０％，然 后配置盐酸溶液加入反应釜并加热至 一定温度，后称取铝灰逐步加盐酸溶
一定程度，制备的产品仅物理性质发生 变化；另一种方法是化学法，该类方法 能够满足纯度、粒度及形貌等方面的要 求，但也存在着操作过程复杂、难以实 现等缺点。多品种氧化铝多采用相应的 化学方法。例如煅烧氧化铝法、借助物 理方法的机械化学作用法、爆轰法、溶 胶－ 凝胶法。
在一般情况下，生产１吨多品种氧 化铝为等量冶金级氧化铝获利的４￣２０ 倍，因此开发新品种氧化铝，也是增加 企业经济效益的有效途径。２０ 世纪８ ０ 年代以来，随着科学技术的进步和世界 经济的发展，多品种氧化铝作为一种无 机非金属材料发展很快。国内外对开发 和生产多品种氧化铝都非常重视，世界 一些主要氧化铝生产厂家已将部分生产 能力转向多品种氧化铝生产。
T 技 术 echnology
铝灰综合利用的技术进展
Technology Progress of the Comprehensive Utilization of Aluminum Ash
□文 ／ 刘守信 刘晓红 王 华 程淑莲
摘 要：综合利用铝灰对于回收资源，改善环境，提高经济效益，实现资源优化配 置和可持续发展都具有重要的意义。本文介绍了国内外铝灰综合应用的研究进展。 关键词：铝灰；综合利用；氧化铝；氯化铝 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔ ｅｃｈ ｎｏｌｏｇ ｙ Ｏ ｉｌ ｔｈ ｅ ｃｏｍ ｐｒｅｈ ｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍ ｉｎｕｍ ａｓｈ ａｔ ｈ ｏｍ ｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｗ ａｓ ｒｅｖｉｅｗ ｅｄ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ： ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｓｈ ；ｃｏｍｐｒｅｈ ｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ；ａｌｕｍ ｉｎａ；ａｌｕｍ ｉｎｕｍ ｃｈ ｌｏｒｉｄｅ
４０ 资源再生 ２００９ ／０２
技术
从工业铝渣、铝灰中回收铝技术，对于 提高企业的经济效益，保护生态环境具 有重要的现实意义和实用价值。
由于产生路径不同，铝渣铝灰中铝 的含量也不同。除铝外，铝灰的主要成分 是Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｍｇ Ｏ、ＣａＯ、Ｆｅ２Ｏ３等。
１ ．回收铝 铝加工企业一般是在熔炉内加入渣 铝分离剂，将铝灰扒出，在铝灰中用铁 钯搅拌，融化的铝液流入地面后回收， 其余铝随铝灰卖给从事铝灰加工的企 业，真正能回收的铝只能占铝灰重量的 １０％左右。该方法具有燃料消耗大、劳 动强度大和环境污染严重等缺点，但在 小型铝加工企业普遍使用。 这种处理方法是一种传统方法，为 了提高铝的回收率和减少使用盐熔剂， 各国目前在铝渣处理中不断采用先进技 术和先进设备，这其中包括ＩＧ Ｄ Ｃ 法、 ＡＲＯＳ法、ＳＰＭ 法、ＥＣＯＣＥＮＴ法、等 离子体方法等。 ２ ．生产净水剂的原料 用铝灰渣制备净水剂原料关键是浸 出尽可能多的铝，影响Ａｌ浸出量的因素 有很多，如酸的种类、浓度、反应温度、 反应时间和搅拌速率等。李小忠等对此 进行了研究，通过对比实验，得出选用 盐酸对Ａｌ的溶出效果最佳，而影响铝灰 渣中铝溶出量的主要因素是温度、浓 度，并通过正交实验确定了最佳的溶出 效果：１０ ｇ 铝灰渣和１００ ｍ Ｌ浓度为 ４ ｍ ｏｌ／Ｌ的盐酸在１００℃搅拌浸取（转速 为１４０ｒ／ｍ ｉｎ）２ ｈ 。陈仲清等研究了用超 声分散处理废铝渣来制备一种新型无 机－ 有机高分子复合絮凝剂（ＰＡＡＭ），讨 论了其最佳制备工艺条件，用聚合氯化 铝、聚合硫酸铁及ＰＡＡＭ对生活废水进 行絮凝实验的比较，得出ＰＡＡＭ 的 ＣＯＤＣｒ减少率达到９ ０％，色度减少率达 到９ ５％。在去除ＣＯＤＣｒ及色度方面均优 于聚合氯化铝及聚合硫酸铁，利用废
行试验数据采集可知，与用传统混凝土 的通道相比，因为骨料本身具有透水 性，因此不需要设计排水沟、地面倾斜、 前厅和地面的台阶，这样既提高效率又 满足无障碍化的需求。
５ ．制备陶瓷清水砖 清水砖是一种优质的墙体砌筑与装 饰材料，在一些发达国家已得到广泛的 应用，清水砖不但具有以往空心砖节 能、利废、质轻、保温、隔音等优点， 而且具有其它特殊的优点。它可直接作 为墙体的外表面而不需要其它装饰，从 而加快施工速度，减少施工费用。在国 内，清水砖是传统墙体材料——粘土烧 结砖的较好的替代品，实现大规模推广 应用之后，将在我国保护环境、节约能 源等方面扮演重要角色。徐晓虹等对此 进行了研究，以废铝灰为主要原料，添 加一定量的黏土、石英和降低烧成温度 的添加剂，采用压制成型法制备了高性 能的陶瓷清水砖。经研究发现用于降低 烧成温度的复合添加剂的加入不仅大大 降低了烧成温度，而且可有效控制样品 的收缩变形。制备的清水砖主要由 Ｇ ａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８ 、α－ Ａｌ２Ｏ３ 等晶相组成，气
再次，废铝再生并重新加工成制品 的回收率一般为７５％￣８ ５％。再生１ 吨 废铝将产生１５０￣２５０ 千克铝渣铝灰， ２００７ 年我国再生铝产量为３７４．５ 万吨， 仅此一项，将产生铝灰约７５ 万吨。
铝灰是一种可再生的资源，但一直 没得到足够的重视，成为破坏环境的因 素之一。随着经济的发展，废铝积蓄量 逐年大幅增加，如果不寻找经济有效并 且环保的方法加以治理，其对环境的严 重威胁将越来越突显。我国目前铝渣处 Fra Baidu bibliotek回收率低，能量消耗大，研究和开发
氧化铝
铝灰主要生成于氧化铝经熔盐电解 生产铝的过程中，由于操作和测定器具 的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电 解槽大修等原因，会产生一定量的铝 渣。一般每生产１吨铝要产生３０￣５０千 克铝渣铝灰。近年来，我国铝生产能力 及产量大幅度增加，２００５ 年产量是 ７ ５ ０ 万吨，２ ０ ０ ６ 年中国原铝产量 ９ ３４．９ 万吨，产生铝灰３０ 万￣５０万吨， ２００７年原铝产量为１ ２６０．７万吨，产生 约４０ 万～６５ 万吨铝渣铝灰。
４２ 资源再生 ２００９ ／０２
９ ．生产多品种氧化铝 氧化铝分为两大类：一类是用作电 解铝生产的冶金氧化铝，占氧化铝产量 的大多数；另一类为非冶金氧化铝，包 括非冶金用的氢氧化铝和氧化铝，也称 之为特种氧化铝，因其作用不同而与冶 金氧化铝有较大的区别。 多品种氧化铝由于晶形结构等方面 的不同，可存在α、Ｋ、δ、ε、χ、θ η、γ、ρ和ρ－ Ａｌ２Ｏ３等１０多种晶型的 Ａｌ２Ｏ３，被广泛应用于航天、电子、化学 化工、医药、催化剂及其载体、橡胶、颜 料、造纸、耐火材料、绝缘材料、填充剂、 半导体加工、陶瓷、机械、冶金等各个领 域，成为炼铝以外许多行业不可缺少的 材料，需求量出现连续增长的势头。 多品种氧化铝（特种氧化铝）因其 在粒度、纯度、形状和比表面积等方面 与冶金用氧化铝有很大的不同，而且种 类繁多，因此特种氧化铝的制法因其要 求的不同会有多种，主要有两类方法： 一是物理方法，用机械粉碎法制备，采 用球磨机、振动磨、搅拌磨、分级机等， 该类方法能耗大，且只能使粒径细化到
我国多品种氧化铝生产起步于２０世 纪６０年代，但是由于长期以来冶金氧化 铝处于供不应求的局面，因此对特种氧 化铝的研制、开发、生产和应用均受到不 同程度的限制和影响，与国外相比差距 较大，其生产能力不足国外的１／１２。随着 我国经济的不断发展，对多品种氧化铝 的需求量必然也会有较大的提高。
目前我国特种氧化铝的生产能力 有很大的提高。近几年长城铝业公司 从德国引进先进设备，每年生产 ３ ０００ 吨高纯氧化铝。贵州铝业、山 西铝厂先后建成拟薄水铝石生产线， 美国ＡＬＵＣＨ ＥＭ公司出资与博赛矿业 集团合资建设年产１０ 万吨的特种氧 化铝生产基地。今后多品种氧化铝除 按市场需要大量增加阻燃剂、洗涤剂 助剂４Ａ 沸石、煅烧氧化铝等品种之 外，还必须加大开发力度，大力开发 新品种，如钢铁工业所需求的片状氧 化铝、多品种陶瓷工业及电子工业所 需求的高纯超细氧化铝等。 作者单位：南昌大学环境科学与工程学院
液，不断搅拌并加水，反应时间控制在 ６～１２ ｈ ，反应温度为９ ６℃，反应结束 后加入水稀释物料，调节 ｐ Ｈ 值为 ３．５￣４．５，沉化１５￣２４ ｈ 得到液体聚合 氯化铝。该工艺具有反应速度快、工艺 简单等特点。
于军等提出的则是另一种由铝灰制 备聚合氯化铝的方法。将铝灰加入反应 釜中，经高位槽计量加入盐酸，使铝灰 在盐酸作用下，形成稳定的单核金属络 合物［Ａｌ（Ｈ ２Ｏ）６］３＋；反应完毕后，溶液进 行减压蒸发，浓缩至饱和，冷却结晶， 甩干后送入聚合炉中进行高温聚合，控 制一定的时间，使结晶体脱除Ｈ Ｃｌ而发 生相变，得到介于ＡｌＣｌ３·６Ｈ ２Ｏ和Ａｌ２Ｏ３ 之间的一系列中间产物，它们之间通过 ＯＨ 基使单体聚合成为多聚体。