鋁灰回收加工技術綜述

鋁灰回收加工技術綜述

Summary of Processing Technology of Aluminum Ash

前言

鋁是構建未來的金屬，它不僅對汽車輕量化做出貢獻，節(jié)省燃料、減少污染、利于環(huán)保，它還是航天工業(yè)的原材料。鋁可以被反復回收和再生，鋁被廣泛用于日常生活項目和包裝，迄今為止，全球生產的鋁仍有75%還在被使用，今天有幾乎600種不同的鋁合金被用于各個領域，可以說鋁無處不在。

2015年全球鋁總產量約為57898000噸，產生鋁灰為總產量的1.0%到1.5%，鋁灰中平均含鋁金屬為50%，2015年所產生的鋁灰中含有鋁金屬約為2.9萬噸。2016年全球再生鋁消費總量達到2000萬噸，預計到2020年全球再生鋁消費總量將超過2500萬噸，而再生鋁的生產過程中所產生鋁灰的數量相當可觀。

傳統鋁灰回收加工技術

傳統的鋁灰回收加工技術是把鋁灰緩慢冷卻，然后運往二次加工設備采用含有熔劑的鹽處理來回收鋁，處理過程中產生鹽餅。鹽餅是鋁灰回收加工過程的副產品，鹽餅是主要的廢料并且在全球許多地方被定為危險廢料，現在在全球一些地區(qū)鹽餅回填土地越來越受到法律限制，嚴格禁止回填土地。這種鹽餅鋁灰加工技術至少已經有30年歷史，技術復雜且成本很高，實際上已經過時并且對環(huán)保有害。

鋁灰處理的傳統技術就是對鋁熔爐撇渣，對渣即鋁灰冷卻，對可以常壓下在鋁灰壓力機惰性氣體冷卻器或回轉冷卻器里冷卻。

大多數鋁灰回收加工廠使用簡單回轉爐技術，利用一種氯化物基鹽熔劑從鋁灰中回收鋁，鋁從回轉爐倒出來，還含有4%-10%的鋁金屬，歐洲的法律和全球一些地區(qū)法律要求對鹽餅加以處理，禁止回填土地。

鹽餅加工處理的最先進的技術之一是ALSA技術，20世紀80年代初期開發(fā)出來，這一技術為閉環(huán)，處理鹽餅的所有成份，耗能高，產品為較低質量的鋁顆粒。回收冶煉廠的鹽，硫酸氨，濕氧化鋁/氫氧化鋁和一定數量氯化物。

無鹽鋁灰回收加工技術

采用鹽來從鋁灰中回收鋁，從經濟上是和環(huán)保上都不再是先進的技術，因為成本高，鋁灰的處理帶來對環(huán)境污染問題，應運而生的替代技術是無鹽鋁灰回收加工技術：

1.Alcan（加鋁）等離子體電弧槍鋁灰處理技術

這一技術由Hydro魁北克研究中心開發(fā)，初次試驗始于1987年，鋁灰利用空氣或氫氣作為工藝氣體采用等離子體電弧槍加熱，氧化物產品（非金屬產品NMP）為灰色粉末，大多為氧化鋁及不同數量的氮化鋁和氧化鎂，取決于合金成份構成。

2.DROSCAR石墨弧工藝技術

DROSCAR工藝技術是Hydro魁北克研究中心開發(fā)的另一個無鹽鋁灰處理技術，保留了Alcan等離子體的等離子體電弧槍采用水冷卻是困難的，有發(fā)生事故的危險。Hydro 魁北克研究中心在一個電弧爐中在兩個石墨電極之間的電弧延伸，鋁灰處理在氫氣氣氛下進行，非金屬產品NMP為灰色粉末。

3.Alur鋁灰處理加工技術

Alur鋁灰處理加工技術在冰島開發(fā)，為避免鋁灰運到歐洲鋁灰加工廠進行處理，鋁灰在回轉爐中不用鹽處理，電作為熱源被認為是太復雜。通過采用一氧燃料燃燒器努力改善燃料加熱的回轉爐技術和控制爐中的壓力來限制可回收鋁金屬的氧化。非金屬產品NMP在海水沖洗池中進行中和，含氨和可溶金屬鹽的海水沖洗進入海洋。這得到冰島環(huán)境保護局2011年官方運營批準。

4.TAHA熱鋁灰處理加工技術

TAHA熱鋁灰處理加工技術是TAHA國際公司開發(fā)并且注冊專利的技術，該技術在冶煉廠現場撇出鋁灰后就從鋁灰中回收鋁，因為鋁水傾倒時，鋁從氧化物基體里分裂出來，鋁熱和鋁損失只限于裸鋁。TAHA工藝和回轉爐比對試驗經過幾個月時間證明TAHA工藝的鋁回收是優(yōu)異的。

TAHA熱鋁灰處理加工技術簡便且非常有效，鋁回收率和傳統技術一樣或更好。TAHA熱鋁灰處理加工技術的主要優(yōu)點是：鋁的回收沒有不同合金的交叉污染，是分批次加工技術，處理每次單獨撇渣的鋁灰，這表明回收的鋁可以直接返回到同一個爐次，節(jié)省能源和提供所產生鋁灰的同一種合金。TAHA加工技術的另一個重要特點是：TAHA熱鋁灰加工技術運營時不添加熔劑，特別是不添加傳統熔劑中的氯化物熔劑，氯化物熔劑污染非金屬氧化物產品。

TAHA熱鋁灰加工技術開發(fā)出來一肥料／土壤調節(jié)劑，基于注冊專利的熱鋁灰工藝技術的穩(wěn)定氧化物。這種肥料已經獲得認證，被批準用于歐盟和新西蘭，TAHA熱鋁灰加工技術綠色環(huán)保，節(jié)省能源，減少溫室氣體排放。

鋁灰回收加工技術性能比較表

蘇鴻英編譯自《鋁時代》2016年9月號第32-33頁