再生铝和铝灰渣的处理

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。
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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
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。
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。
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技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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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
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
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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。
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
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
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。