废铝灰的综合利用

废铝灰的综合利用

【摘要】充分利用废铝灰中的有价成分，采用“铝灰生产氢氧化铝阻燃剂-灰泥脱钠生产耐火材料”技术，实现铝灰的综合利用。通过铝灰的综合处理，生产高价值产品，残余固体生产耐火材料，溶出铝灰的碱液在生产系统循环使用，达到无“三废”排放的清洁生产系统。不仅能够创造巨大的经济效益，还解决了废铝灰的环境污染问题。

一、前言

铝灰产生于所有铝发生熔融的工序，其中的铝含量约占铝生产使用过程中总损失量的1～12%。随着金属铝应用范围的日益扩大，铝灰的产生量也将成比例增长。以往，人们把铝灰看做废渣而堆弃，此举不仅造成铝资源浪费还会带来环境问题。近年来，许多小型再生铝厂采用炒灰法回收金属铝，生产过程会产生大量烟雾和粉尘，环境污染严重。产生的大量废铝灰渣就地排放，一些再生铝厂甚至将废铝灰水冲洗后筑坝堆存，造成重大的安全隐患。

铝灰的具体成分因产生路径不同而各异，主要由金属铝单质、氧化物和盐熔剂的混合物组成。根据铝含量的不同，铝灰一般可分为以下两种：一次铝灰，颜色呈灰白色故又称作白铝灰。是在电解原铝及铸造等不添加盐熔剂过程中产生，是一种主要成分为铝和铝氧化物的

混合物，铝含量可达15%～70%；二次铝灰，包括含12%～18%铝、盐熔剂、氧化物等，是黑铝灰和废灰、废屑、边角料等经盐浴处理回收之后产生的混合物，因其固结成块状被称为盐饼。事实上，目前大量堆存的废铝灰，都是在提取完二次铝灰中金属铝后的产物，可以叫三次铝灰。这种铝灰主要含有氧化铝、氧化硅、NaCl、KCl、氟化物、氨等物质。其中主要成分氧化铝含量达到40%～70%。

二、废铝灰治理的难点

综合利用铝灰，最大限度提取铝灰中的有价物质，同时减少铝灰对环境的污染，是世界性难题。已经有很多的专利技术对铝灰进行了不同方式的处理，如：铝灰采用烧碱溶出生产氧化铝（氢氧化铝）；铝灰采用纯碱烧结生产氧化铝（氢氧化铝）；铝灰采用烧碱溶出和纯碱烧结串联生产氢氧化铝或沸石；铝灰生产棕刚玉耐火材料；铝灰采用盐酸或硫酸溶解生产净水剂；铝灰分别酸溶碱溶生产阻燃剂等。以上对于处理铝灰都是很好的技术，但由于铝灰的成分复杂，单独用一种方法处理成本高，产品价值低，还会产生废渣、废水和废气等二次污染。因此，目前尚没有综合处理废铝灰的生产企业。

三、废铝灰综合利用方案

用铝灰生产高技术产品取得巨大经济效益，同时综合处理“三废

&”是铝灰工业化治理的发展方向。在了解诸多铝灰处理的专利技术的基础上，通过技术研究和氧化铝生产工业实践，提出采用“铝灰生产氢氧化铝阻燃剂-灰泥脱钠生产耐火材料”技术，实现铝灰的综合利用。

氢氧化铝阻燃剂产品，因其颗粒极细，又具有阻燃自熄性能，因而在电路板、电子元件、塑料、橡胶等高级复合材料中填加该产品，不仅使产品具有阻燃消烟效果，而且抗漏电、耐电弧、耐磨性能增强，是最重要的无机阻燃剂之一。可在电缆、绝缘子、热塑材料、电力电器设备、橡胶、聚氨酯、塑料等制品中作填加剂，以及高档建材、纸张的填料。广泛应用于电子工业、建材工业、造纸工业、印染业、化学工业、冶金工业、医药工业等工业部门。

氢氧化铝阻燃剂，具有无毒、稳定性好，高温下不产生有毒气体，还能减少塑料燃烧时的发烟量等优点，且脱水吸热温度较低，约为235-350℃因此在塑料刚开始燃烧时的阻燃效果显著，同时产品价格低廉，来源广泛，所以近年来在国内外阻燃市场上发展迅速以铝灰为原料，以烧碱溶解为铝酸钠溶液，采用特制晶种分解得到微粉氢氧化铝阻燃剂。由于采用碱法处理铝灰生产氢氧化铝，类似传统的拜耳法氧化铝生产工艺：碱液溶出铝灰生成铝酸钠溶液，溶液再晶种分解，产出氢氧化铝和分解母液（碱液），分解母液再回头溶解铝灰。因此，系统大量的碱液循环使用，实现污水的零排放。

铝灰产生的灰泥，氧化铝含量仍然较高，而且是理化性质稳定的a-氧化铝（俗称刚玉），可以作为高铝耐火材料的原料，生产耐火砖或浇注料。碱含量是影响灰泥作为耐火材料的关键，在灰泥经过过滤洗涤后，添加脱碱剂可以大幅度减少灰泥中的碱，在回收生产用碱的同时，达到耐火材料生产的要求。

四、结语

通过铝灰的综合处理，利用其中的氧化铝生产高价值产品——氢氧化铝阻燃剂，残余固体生产耐火材料，溶出铝灰的碱液在生产系统循环使用，达到无“三废”排放的清洁生产系统。不仅能够创造巨大的经济效益，还解决了废铝灰的环境污染问题。