鋁灰渣濕法處理工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)分析

關(guān)鍵詞：鋁灰渣；濕法處理；工藝流程；產(chǎn)污環(huán)節(jié)

中圖分類號(hào)：X758 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）05-0162-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.05.047

Abstracts：The wet treatment process ofaluminumash can simultaneouslyachieve deaminationand fluorine fixation of aluminumash，which isanimportant method foraluminumashtreatment.This proess isalsoan importantmethodforthe harmless disposal of secondary aluminumash.It converts harmful substances in aluminum ash through hydrolysis reaction， completing theconversionofaluminumash from hazardous waste to general industrialwaste.Basedonthis，thispaperstudy the wet treatment process and pollution production of aluminum ash.

Keywords： aluminum ash; wet process; technological process; pollution production

根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄（2025年版）》，再生鋁和鋁材加工過程中，廢鋁及鋁錠重熔、精煉、合金化、鑄造熔體表面產(chǎn)生的鋁灰渣，及其回收鋁過程產(chǎn)生的鹽渣、二次鋁灰等被列為危險(xiǎn)廢物。目前，廣東省內(nèi)具備鋁灰渣危廢處理資質(zhì)的危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)企業(yè)較少，處理能力不足[。鋁灰渣接觸空氣和水后會(huì)產(chǎn)生有毒性刺激性氣體和可燃燒爆炸氣體，安全隱患日益突出。在此背景下，以某鋁型材公司為例，分析鋁灰渣濕法處理工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)。

1工藝流程

某鋁型材公司主要生產(chǎn)建筑用鋁合金型材及部件，年產(chǎn)量約為18萬(wàn)t，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生較多的鋁灰渣，每年產(chǎn)生量約為 6040t 該公司擬在廠區(qū)內(nèi)自建一套濕法處理鋁灰渣的綜合利用系統(tǒng)，將產(chǎn)生的鋁灰渣進(jìn)行無(wú)害化處理，生產(chǎn)出高鋁料和硫酸銨產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)廢物的變廢為寶。該公司綜合考慮投資、運(yùn)行成本和生產(chǎn)工藝復(fù)雜程度，經(jīng)過比選，最終采用濕法對(duì)鋁灰渣進(jìn)行無(wú)害化處理，具體工藝流程如圖1所示。

2工序及產(chǎn)污環(huán)節(jié)

2.1一次鋁灰預(yù)處理工序（球磨、篩分）

產(chǎn)生的一次鋁灰投料后進(jìn)入滾筒球磨機(jī)中球磨，由于鋁的延展性較好，通過球磨可以將較小的鋁顆粒壓到一起，使鋁顆粒在研磨過程中逐漸變大，更容易分選。粉狀物通過輸送帶進(jìn)入滾筒篩進(jìn)行篩分，最后得到金屬鋁和二次鋁灰。

產(chǎn)污分析：第一，一次鋁灰投料過程會(huì)產(chǎn)生粉塵;第二，滾筒球磨機(jī)、輸送帶和滾筒篩均密閉設(shè)置，不會(huì)有粉塵逸散，但粉狀二次鋁灰出料過程會(huì)產(chǎn)生卸料粉塵；第三，滾筒球磨機(jī)、滾筒篩運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

圖1工藝流程

2.2二次鋁灰無(wú)害化處理

2.2.1 投料

粉料倉(cāng)上方設(shè)有透明密閉罩，裝有二次鋁灰的噸袋通過吊車從粉料倉(cāng)頂部吊入。吊入后懸掛在密閉罩區(qū)域內(nèi)，通過人工打開噸袋底部包裝，鋁灰隨即掉落進(jìn)入料倉(cāng)。二次鋁灰落入料倉(cāng)后，通過料倉(cāng)底部連接口進(jìn)入螺桿輸送機(jī)，然后進(jìn)入漿化槽。

產(chǎn)污分析：第一，密閉罩上方入口采用可通過式吊膠帶，可以減少粉塵的產(chǎn)生，而料倉(cāng)底部連接口與螺桿輸送機(jī)為密閉連接，不會(huì)有粉塵逸散；第二，螺桿輸送機(jī)等機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲；第三，二次鋁灰投入料倉(cāng)后會(huì)產(chǎn)生廢包裝噸袋。

2.2.2 配料化漿

二次鋁灰進(jìn)入密閉配料化漿槽內(nèi)，水灰比例按質(zhì)量比 3：1 進(jìn)行配料化漿。化漿過程為常壓狀態(tài)，該過程利用自身反應(yīng)產(chǎn)生的熱量（溫度為 30～90^°C ）進(jìn)行，約為 2h 。化漿結(jié)束后轉(zhuǎn)移到預(yù)脫氨槽[2]。

產(chǎn)污分析：第一，漿料中的 Al₄C₃ 、AIN與水反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生 CH₄ 、 NH₃ ；第二，二次鋁灰進(jìn)入漿化槽時(shí)，會(huì)產(chǎn)生粉塵，為防止粉塵隨 NH₃ 進(jìn)入 NH₃ 吸收系統(tǒng)，設(shè)水噴淋除塵裝置處理混合廢氣中的粉塵，噴淋液泵至漿化槽內(nèi)作為補(bǔ)充水。

2.2.3 預(yù)脫氨

化漿后進(jìn)入預(yù)脫氨槽內(nèi)與循環(huán)水混合后進(jìn)行反應(yīng)，該過程利用自身反應(yīng)產(chǎn)生的熱量（溫度為30～80^°C ），槽內(nèi)壓力為常壓，脫氨時(shí)間為 車水解的氨氣和甲烷被引風(fēng)機(jī)收集到氨氣吸收系統(tǒng)。

鋁灰化漿料通過泵進(jìn)入脫氨槽內(nèi)，在脫氨槽內(nèi)高效攪拌，在合適工藝條件下AIN發(fā)生水解反應(yīng)，徹底分解釋放出 NH₃ ， NH₃ 進(jìn)入密封管道通過換熱器冷凝處理。

產(chǎn)污分析：第一，漿料中的 Al₄C₃ 、AIN與 H₂O 反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生 CH₄ 、 NH₃ ；第二，設(shè)備、泵運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.4分選提鋁

采用濕磨機(jī)對(duì)漿料進(jìn)行研磨，進(jìn)一步提取其中的金屬鋁。將研磨后的漿料用旋振篩篩分，濕磨時(shí)間約為 ^2h ，篩分時(shí)間約為 ^2h 。旋振篩篩分出的金屬鋁片返回廠區(qū)中的熔煉爐中熔煉，細(xì)漿料溶液自動(dòng)溢流到深度脫氨槽。

產(chǎn)污分析：濕磨機(jī)等設(shè)備運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.5 深度脫氨

預(yù)脫氨后，漿料表面會(huì)水解生成 Al（OH）₃ 包裹物，阻止水往其內(nèi)部滲透。深度脫氨的目的是加入促進(jìn)劑（CaO）破壞 Al（OH）₃ 包裹物，讓漿料溶液中殘留的AIN 進(jìn)一步與 H₂O 反應(yīng)釋放 NH₃ 。深度脫氨環(huán)節(jié)利用物料反應(yīng)生成的熱量，溫度為 60～100^°C ，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行，脫氨時(shí)間約為 ^2h ，經(jīng)深度脫氨后的物料通過轉(zhuǎn)移泵輸送至緩沖槽中。

產(chǎn)污分析：第一，深度脫氨會(huì)產(chǎn)生 NH₃ ；第二，設(shè)備、水泵等在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.6 緩沖槽

緩沖槽用于對(duì)漿料進(jìn)行固氟處理，并調(diào)節(jié)漿料濃度，為液固分離做準(zhǔn)備。通過添加固氟劑（ CaCl₂ ）與氟離子反應(yīng)生成穩(wěn)定的氟化物，反應(yīng)過程溫度為50～80^°C ，在常壓狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。

產(chǎn)污分析：第一，漿料中可能殘留少量的AIN，繼續(xù)與 H₂O 反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生少量 NH₃ ；第二，設(shè)備、水泵等運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.7 液固分離

當(dāng)緩沖槽中的漿料氟離子濃度小于 10mg/L 后，泵往真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行過濾分離。漿料由進(jìn)料箱均布在移動(dòng)的濾布上，經(jīng)過真空泵抽濾后，濾液穿過濾布和膠帶進(jìn)人真空箱，再?gòu)恼婵障湎虏康目走M(jìn)人濾液罐，固體留在濾布上形成濾餅。

產(chǎn)污分析：設(shè)備、水泵等運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.8 脫氟、壓濾

液固分離后產(chǎn)生的濾液中殘留有可溶性氟離子，濾液中加入固氟劑進(jìn)行固氟沉降，沉降污泥用壓濾機(jī)壓濾。含氟污泥的含水率約為 20% ，主要成分為CaCl₂ ，脫氟后濾液繼續(xù)泵往循環(huán)水池使用。

產(chǎn)污分析：第一，設(shè)備、水泵等運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲；第二，壓濾機(jī)壓濾會(huì)產(chǎn)生含氟污泥。

2.2.9 蒸發(fā)

循環(huán)水池中的循環(huán)水鹽分較高，為避免鹽分累積，將部分濾液采用濃縮型蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，以確保循環(huán)水中的鹽分不超過 20% 。蒸發(fā)所得鹽分主要組分為NaCl和KCl，鹽分返回廠區(qū)中作為打渣劑使用。

產(chǎn)污分析：設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲。

2.2.10 氨氣吸收系統(tǒng)

脫氨收集的混合氣體主要含有鋁灰粉塵、氨氣、水蒸氣、空氣、微量的氫氣及甲烷，配套有氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。含塵廢氣先經(jīng)過濕法噴淋除塵凈化，收集后的粉塵漿料返回到漿化槽，經(jīng)過換熱器冷卻后，部分氨氣和水蒸氣冷凝為稀氨水。

冷凝后的尾氣進(jìn)入氨氣吸收系統(tǒng)，稀氨水（冷凝液）泵入第一級(jí)和第二級(jí)噴淋塔作為補(bǔ)水。往第一級(jí)噴淋塔、第二級(jí)噴淋塔滴加濃硫酸，硫酸與氨氣中和反應(yīng)為硫酸銨溶液。噴淋液的溫度維持在40～50^°C ，硫酸銨達(dá)到飽和濃度時(shí)，定期泵制冷卻結(jié)晶槽，當(dāng)溫度下降至 30^°C 左右時(shí)，會(huì)析出硫酸銨晶體。結(jié)晶漿液通過離心分離得到固體硫酸銨產(chǎn)品，硫酸銨母液（濾液）再返回吸收系統(tǒng)。

產(chǎn)污分析：第一，該過程會(huì)產(chǎn)生硫酸霧及氨氣;第二，設(shè)備、水泵、風(fēng)機(jī)等運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪聲。

3污染物處理設(shè)施

鋁灰渣濕法處理工藝產(chǎn)生的污染物主要是廢氣、噪聲和固廢。廢氣中的主要污染物包括顆粒物、 NH₃ 和 CH₄ ；噪聲主要為機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲；固廢為脫除氟離子產(chǎn)生的含氟污泥。

針對(duì)廢氣中的顆粒物，建議采用布袋除塵器進(jìn)行處理，收集后的顆粒物可以作為原料回用至生產(chǎn)過程，減少物料的損耗量，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量。針對(duì) NH₃ ，該工藝主要使用硫酸進(jìn)行吸收反應(yīng)，制成硫酸銨副產(chǎn)品，可以外售給肥料加工廠作為肥料原料使用。針對(duì)機(jī)械設(shè)備產(chǎn)生的噪聲，可以采用低噪聲設(shè)備，采取減振、吸聲、隔聲等措施進(jìn)行處理。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的含氟污泥，主要成分為氟化鈣，可以外售給建材行業(yè)作為原料使用。

4注意事項(xiàng)

鋁灰渣濕法處理工藝雖然具有流程簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)勢(shì)，但對(duì)鋁灰渣含鹽量有一定的要求。若鋁灰渣中的氯離子含量較高，則產(chǎn)品高鋁料中的氯離子含量也會(huì)高，導(dǎo)致產(chǎn)品不符合陶瓷或者凈水劑的原料標(biāo)準(zhǔn)要求，產(chǎn)品出路受限。因此，采用該濕法處理工藝必須控制原料（鋁灰渣）中的氯含量，確保無(wú)害化處理后的高鋁料符合下游企業(yè)的原料限值指標(biāo)要求。

5結(jié)論

鋁灰渣是鋁工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢渣，對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化處理并加以利用，是解決鋁灰渣污染問題的重點(diǎn)。以某鋁型材公司為例，重點(diǎn)分析了鋁灰渣濕法處理工藝的主要工序及產(chǎn)污環(huán)節(jié)，能夠?yàn)槠渌麧穹ňC合回收利用鋁灰渣項(xiàng)目提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

1巢國(guó)良.江門市鋁灰渣利用處置出路探討[J].皮革制作與環(huán)保科技，2021（23）：159-160.

2 賀永東，李顏凌，馬斌，等.濕法工藝對(duì)二次鋁灰無(wú)害化脫氮的影響[J].特種鑄造及有色合金，2021（6）：679-683.