鋁灰回收加工技術(shù)綜述

鋁灰回收加工技術(shù)綜述

Summary of Processing Technology of Aluminum Ash

前言

鋁是構(gòu)建未來的金屬，它不僅對汽車輕量化做出貢獻(xiàn)，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(fù)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(chǎn)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(lǐng)域，可以說鋁無處不在。

2015年全球鋁總產(chǎn)量約為57898000噸，產(chǎn)生鋁灰為總產(chǎn)量的1.0%到1.5%，鋁灰中平均含鋁金屬為50%，2015年所產(chǎn)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(dá)到2000萬噸，預(yù)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(chǎn)過程中所產(chǎn)生鋁灰的數(shù)量相當(dāng)可觀。

傳統(tǒng)鋁灰回收加工技術(shù)

傳統(tǒng)的鋁灰回收加工技術(shù)是把鋁灰緩慢冷卻，然后運往二次加工設(shè)備采用含有熔劑的鹽處理來回收鋁，處理過程中產(chǎn)生鹽餅。鹽餅是鋁灰回收加工過程的副產(chǎn)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(xiàn)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(yán)格禁止回填土地。這種鹽餅鋁灰加工技術(shù)至少已經(jīng)有30年歷史，技術(shù)復(fù)雜且成本很高，實際上已經(jīng)過時并且對環(huán)保有害。

鋁灰處理的傳統(tǒng)技術(shù)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(zhuǎn)冷卻器里冷卻。

大多數(shù)鋁灰回收加工廠使用簡單回轉(zhuǎn)爐技術(shù)，利用一種氯化物基鹽熔劑從鋁灰中回收鋁，鋁從回轉(zhuǎn)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(jìn)的技術(shù)之一是ALSA技術(shù)，20世紀(jì)80年代初期開發(fā)出來，這一技術(shù)為閉環(huán)，處理鹽餅的所有成份，耗能高，產(chǎn)品為較低質(zhì)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(shù)量氯化物。

無鹽鋁灰回收加工技術(shù)

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

1.Alcan（加鋁）等離子體電弧槍鋁灰處理技術(shù)

這一技術(shù)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(chǎn)品（非金屬產(chǎn)品NMP）為灰色粉末，大多為氧化鋁及不同數(shù)量的氮化鋁和氧化鎂，取決于合金成份構(gòu)成。

2.DROSCAR石墨弧工藝技術(shù)

DROSCAR工藝技術(shù)是Hydro魁北克研究中心開發(fā)的另一個無鹽鋁灰處理技術(shù)，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(jìn)行，非金屬產(chǎn)品NMP為灰色粉末。

3.Alur鋁灰處理加工技術(shù)

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

4.TAHA熱鋁灰處理加工技術(shù)

TAHA熱鋁灰處理加工技術(shù)是TAHA國際公司開發(fā)并且注冊專利的技術(shù)，該技術(shù)在冶煉廠現(xiàn)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(zhuǎn)爐比對試驗經(jīng)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(shù)簡便且非常有效，鋁回收率和傳統(tǒng)技術(shù)一樣或更好。TAHA熱鋁灰處理加工技術(shù)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(shù)，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(chǎn)生鋁灰的同一種合金。TAHA加工技術(shù)的另一個重要特點是：TAHA熱鋁灰加工技術(shù)運營時不添加熔劑，特別是不添加傳統(tǒng)熔劑中的氯化物熔劑，氯化物熔劑污染非金屬氧化物產(chǎn)品。

TAHA熱鋁灰加工技術(shù)開發(fā)出來一肥料／土壤調(diào)節(jié)劑，基于注冊專利的熱鋁灰工藝技術(shù)的穩(wěn)定氧化物。這種肥料已經(jīng)獲得認(rèn)證，被批準(zhǔn)用于歐盟和新西蘭，TAHA熱鋁灰加工技術(shù)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(shù)性能比較表

蘇鴻英編譯自《鋁時代》2016年9月號第32-33頁