鋁冶煉行業主要危險廢物的判別分析研究

白志彪

摘要：回顧了我國鋁冶煉技術的發展現狀，在分析了國內鋁冶煉技術存在不足的基礎上，指出了我國鋁冶煉技術的發展趨勢。

關鍵詞：鋁冶煉；危險廢物；污染；判別；

前言

我國的鋁冶煉工業經過幾十年的發展，取得了前所未有的成績，2000年氧化鋁產量達429萬t，鋁錠283萬t，我國已成為世界鋁生產和消費的大國。這一成績的取得，與科技的貢獻是不可分的?，F就我國氧化鋁和電解鋁方面所取得的成績作一回顧，并就我國氧化鋁生產技術的發展趨勢作一分析。

一、問題的提出

鋁工業是重要的基礎產業和戰略產業，鋁材是現代工業的基礎原材料，是我國國民經濟第二大應用金屬，是推動我國國民經濟健康發展的重要動力。近年來，作為原鋁生產原料的氧化鋁在國內市場供應缺口較大，各地爭相上馬氧化鋁項目，使得我國氧化鋁總體產能飛速增長，近十年平均每年增幅均達11%以上。 2004年我國氧化鋁產量1289萬噸/年，凈進口585萬噸/年，2009年我國氧化鋁產量2278萬噸/年，凈進口514萬噸/年。氧化鋁工業屬于資源消耗性行業，生產過程中產生的廢水、廢氣、廢渣等"三廢"污染物會對周邊環境產生一定程度的影響。隨著我國氧化鋁行業的不斷壯大，其環境問題日益受到人們關注。經過氧化鋁專業領域和環保領域的共同努力，氧化鋁生產過程中的各個污染環節基本得到控制，但部分環節與國際先進水平相比，尚有差距。

二、危險廢物判別

鋁冶煉業產生的危險廢物種類不多，但一般數量較大，很多屬于大宗危險廢物，不合理處置危害很大?！秶椅ｋU廢物名錄》中與鋁冶煉業直接相關的危險廢物主要集中在“HW48 有色金屬冶煉廢物”的4個小項。下面根據生產階段具體分析：

（一）氧化鋁生產氧化鋁生產過程中產生的危險廢物主要為赤泥、煤焦油、含酚污泥等。

1.赤泥

赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的強堿性固體廢物。每生產 1 噸氧化鋁，大約產生0. 8 噸 ～ 1. 5 噸赤泥。根據氧化鋁生產方法，赤泥可以分為拜耳法赤泥、燒結法赤泥和聯合法赤泥。赤泥的礦物組成、化學組成及性質因原料和工藝不同而異。一般燒結法赤泥和聯合法赤泥組成和性質較為相似，拜耳法赤泥又分為高溫拜耳法和低溫拜耳法兩種，在組成上有所差異。燒結法赤泥和聯合法赤泥化學組成以 Ca O、Si O2為主，拜耳法赤泥中，Al2O3、Na2O 含量較燒結法赤泥高。赤泥的危險特性主要表現為較強堿性。所以應對氧化鋁生產過程中產生的赤泥進行危險廢物的判別。pH值大于12.5的赤泥應按危險廢物管理。

2.煤焦油

煤氣發生爐是氧化鋁生產的主要配套設施，為焙燒爐提供能源，煤氣發生爐產生的煤氣經冷卻、洗滌凈化、電捕焦油器捕焦后用煤氣排送機加壓后送至用氣處。冷卻、洗滌凈化產生的洗滌水進入隔油沉淀池，便產生了煤焦油。煤氣發生爐產生的煤焦油，由于在氣化爐內的生成溫度一般在 400℃ ～ 600℃，稱為中溫焦油，它的特點是重餾份比重大、含水多，不符合國家高溫煤焦油的質量標準，外觀呈黑色或黑褐色粘稠狀液體，具有特殊的臭味，可燃并有腐蝕性，是一種高芳香度的碳氫化合物的復雜混合物，已確認為致癌物。若直接進入水體、土壤等周邊環境，將產生嚴重的環境污染問題。中溫焦油可以用《國家危險廢物名錄》直接判別，屬于危險廢物。

3.含酚污泥

煤氣洗滌塔的洗滌水進入隔油沉淀池，經除油、沉渣后再依次進入熱水池、冷卻塔、冷水池循環使用。煤氣洗滌循環水屬于濁循環水，其中含有揮發酚、COD、BOD5、石油類等污染物，為了保證煤氣洗滌系統的正常運行，需對循環水進行物化或生化處理，并定期將處理產生的污泥清出，以保證循環水系統的正常運行。處理產生的污泥含有揮發酚、石油類等污染物，具有一定的毒性，含酚污泥可以用《國家危險廢物名錄》直接判別，屬于危險廢物。

4.廢機油

機油是各種設施優良運行和延長使用壽命的重要保障，機油的使用必定伴隨著變質而需要換油，廢機械潤滑油主要產生在加壓泵房、空壓站、發電機組等動力車間和機械傳動設備上，廢機油具有一定的毒性，可以用《國家危險廢物名錄》直接判別，屬于危險廢物。

（二）電解鋁生產過程中產生的危險廢物主要為大修渣、浮渣（ 鋁灰） 、殘陽極等。

1.大修渣

電解預培槽壽命一般為4 ～ 7年，到時炭陰極內襯將失效，必須對電解槽進行大修，更換槽內襯，大修渣的產生量大約為電解鋁產量的 3%，是電解鋁行業生產量、危害性都最大的危險廢物，以一個年產電解鋁80萬噸的企業為例，每年的大修渣產生量在2萬噸以上。大修渣主要由廢陰極炭塊、陰極糊、沉積物、耐火磚、保溫磚等組成，大修渣浸出液可溶氟質量濃度可達1000 mg/L以上，遠大于《危險廢物鑒別標準 浸出毒性鑒別》（ GB50853-2007）中100mg/L 的標準，并含有氰化物，屬于危險廢物。

2.浮渣（鋁灰）

鑄造車間精煉過程中混合爐爐面將會產生少量浮渣，通過“扒渣”被收集，或手工操作從爐中撈出漂浮的混合物，或用自動化設備撇去漂浮的浮渣，主要成分為鋁，三氧化二鋁，二氧化硅，氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和電解質等，通常顯白色，符合《國家危險廢物名錄》HW48 有色金屬冶煉廢物中“粗鋁精煉加工過程中產生的鹽渣、浮渣”的描述，廢物代碼331-025-48，屬于危險廢物。

3.殘陽極

在電解槽的電化學反應過程中，碳素陽極與氧反應生產CO2和CO而不斷消耗，通過定期更換預焙陽極塊進行補充，更換下來的殘陽極上附著有陽極泥（ 電解質） ，氟化物含量很高，根據《危險廢物鑒別標準》的限制，屬于危險廢物。

4.廢離子交換

樹脂電解鋁企業基本都配置火電廠，電廠的鍋爐用水使用前須進行軟化處理，離子交換就是軟化處理的主要工藝之一，飽和或廢棄更換下來的廢離子交換樹脂就屬于有機樹脂類廢物。

三、對策建議

（一）選擇合適的氧化鋁工藝

首先，普及拜爾—燒結串聯工藝。其顯著特點是：先用拜爾法處理礦石，提取其中的大部分氧化鋁，然后再用燒結法回收拜爾法赤泥的氧化鋁和堿，原則只燒赤泥熟料，而不添加礦石，而混聯法除了處理赤泥還同時處理一部分低品位礦石。由于燒結法部分產量比例縮小，能耗減小，總成本降低；由于礦石經過拜爾法和燒結法兩次處理，氧化鋁總回收率高，堿耗降低。

（二）提高技術裝備水平，實現高效能降耗

要想降低各個工序的單位能耗及原材料消耗，降低勞動強度，提高勞動生產率，就得采用高新技術和先進的裝備，提高設備大型化、高效化和自動化水平，此類先進技術和裝備主要包括：強化溶出成套技術及裝備；高效沉降技術及裝備；大型液固過濾分離設備（葉濾機，立盤、平盤過濾機）及技術；降膜蒸發技術；大型平底 MIG 攪拌槽的設計應用技術；懸浮焙燒技術；氧化鋁生產過程中的自動檢測與控制技術。此外，針對生產過程的重要環節，開發和應用拜爾法原礦漿及燒結法生料漿自動配料技術、熟料窯自動控制技術、粗液常壓脫硅技術、高濃度碳分母液蒸發析鹽技術、余熱利用技術，以達到節能、降耗、增產的目的。

結束語

總之，我國鋁冶煉技術水平近些年來得到了迅速的發展，縮短了與發達國家的差距，但我們還應該看到，鋁冶煉工業所面臨的挑戰，加快技術進步，提高鋁冶煉企業的競爭力是我們迫切的任務。

參考文獻：

[1]車玲.我國氧化鋁工業技術現狀與發展趨勢世界有色金屬，2005

[2]楊志民.我國氧化鋁生產的綜合回收與利用世界有色金屬，2002endprint