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电解铝工业危险废物处理处置技术的发展方向

《节能环保》2019/04/19 14:02:58

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铝道网电解铝工业在社会发展过程中有着较为显著的作用,相关研究调查显示,现如今有100%金属铝工艺所生产的,但是,这一行业在生产过程中会生产出一系列的危险废物。研究调查显示,平均每生产1t金属铝就会存在30~35kg的废槽衬,而我国电解铝工业排除的废槽衬中可溶性F-含量大概在2000mg/L,CN-含量则在15mg/L左右,而这些废料都可以将其称之为危险废物。在这种情况下,对电解铝工业危险废物进无害化处理处置就成了国内外研究人员都较为关注的问题,为此,该文也对其进行了相关研究,特分享此文,以期能够为电解铝工业危险废物处理作出一定的贡献和提供借鉴意义。

国外电解铝工业危险废物处理处置技术

在1978年美国凯撒铝业公司就已经开发出了一种综合回收利用电解铝工业危险废物处理工艺,这一工艺在使用过程中,主要就是将地面清扫料、废槽衬、干式净化器结疤料以及沟槽清扫料等混合在一起进行焚烧,之后在1100~1350℃环境下,加入适当的水以此来进行热水解,并且声称含有气态氟化钠、氟化氢的气体以及含有氧化钠、氧化铝的残渣,之后就可以将气体冷却,并且对氟化氢以及氟化钠进行回收,这也是国外电解铝工业危险废物处理技术的起始阶段。

在此之后一直到20世纪,尤其是在20世纪90年代这一时间段,各个国家都开始加大对这一技术的研究和开发,美国环保署在1988年就已经将电解铝废槽衬评定为危险废物,1996年则开始对废槽衬直接填埋或者是露天堆存进行了明确的禁止,要求所有电解铝厂都需要对其进行适当的处理。

一直到20世纪80年代初到90年代末,国外已经有很多家电解铝公司都开发出了相应的危险废物处理技术,而我们如果对这些技术进行对比的话,我们就能发现这一段时间内所研发出的技术其基础大多是火法,其中较为典型的就属于美国铝业公司所研发出的奥斯麦特炉技术,以及美国雷诺金属公司所研发出的闭路循环工艺。而之所以会这样,主要是因为火法这一工艺在使用过程中有着操作简单、见效快、便于控制等优势,再加上当时对于这一技术的需求也十分的迫切,所以在当时,这一技术受到了较为广泛的应用。

我国电解铝工业危险废物处理处置技术

按照我国2014年电解铝产量24.38Mt计,而在那一年内我国产生了大于0.73Mt的废槽衬,因此,我国对于电解铝工业危险废物处理技术的重视程度也在不断的上升,早在2007年我国就曾将“电解铝固体废弃物无害化处理与综合利用”技术开发作为较为重要的项目之一,而为了更好地促进我国这一技术的发展,笔者也对其进行了以下的分析。

1、浮选-浸出工艺

我国北京矿冶研究总院、中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司一起研究开发出了一种技术,这一技术属于一种综合回收利用废SiC-Si3N4耐火保温以及炭质废阴极材料的技术。在应用这一技术的时候,其主要是使用了浮选工艺对回收炭质材料、电解质进行分解,并且将化学和物理这两种方式结合在一起,以此来对碳化硅粉以及电解质进行回收,在实际应用的时候,其工艺步骤主要是粉磨→浮选→酸浸→蒸发。在应用这一技术的时候,其耐火保温材料在经过上述步骤之后,就会在工艺过程中产生相应的废液,如果加入石灰水就能将其生成氟化钙,之后就能将其过滤蒸发*终变成没有害的钙渣;而这一过程中所产生的氟化氢气体,我们则可以使用干法来对其进行回收利用。

2、焙烧工艺

我国铝业股份有限公司针对包括废阴极在内的废槽衬研发出了一种电解铝废槽衬无害化技术,属于我国自主研发技术之一。这一技术在应用过程中,主要是将含氧化钙的矿物作为反应剂,烟煤则可以将其作为外加燃料,而含有含二氧化硅的物料则将其当做添加剂;之后再对其进行热处理,主要是使用回转窑来进行处理,而对于其尾气则可以使用氧化铝来进行吸附;在对物料进行热处理之后,就可以使用石灰水对其进行淋洗,以此来产生二次反应,在这一过程中石灰水可以循环使用。在应用这一技术对电解铝工业危险废物进行处理之后,能够将废槽衬中所存在的可溶性氰 化物、氟化物含量显著的降低,并且降低程度能够大于95%,从而就能确保固体渣和烟气都能满足我国排放标准。

电解铝工业危险废物处理处置技术发展方向

上述两种工艺在实际应用过程中,虽然都能够在技术上实现无害处理,但是,如果就回收利用这一角度来进行思考的话,浮选-浸出这一工艺相比较于焙烧工艺更加具有优势,所以说,在今后发展过程中,我国在浮选-浸出这一工艺上更加具有发展前景。

为了更好地对电解铝工业危险废物处理技术发展方向进行分析,本文也对上述两种工艺进行了以下的分析:焙烧工艺在实际应用过程中,其主要优势有以下几点:①不需要对电解铝工业危险废物进行分类管理,而且在应用过程中其处理对象相对而言也较为广泛;②在破碎之后就可以结合添加剂直接放入燃烧窑进行焙烧,在高温条件下氰 化物也能得到较为彻底的转化;③在实际处理过程中只需要对产生的废气进行适当的净化处理就够了;④整个操作流程较为简单,并且技术相对而言也较为成熟,十分适合推广使用。但是这一技术在应用过程中也存在一定的缺点,主要表现为以下几点:①回转窑在使用过程中能耗较大,并且能源利用效率较为地下,大概只有50%左右;②这一技术应用过程中所产生的含氟废气会对设备造成较为严重的腐蚀;③在应用过程中不仅氟化物的回收率较为地下,其废槽衬中的炭作为燃料燃烧也没有较为良好的回收利用价值。

浮选-浸出工艺在实际应用过程中,其所存在的优势主要有以下:在应用过程中具有一定的针对性,可以对废耐火保温材料以及废阴极炭块进行较为有效地回收以及利用,并且在使用药剂的时候,其在浮选过程中不会参与到反应当中,所以浮选矿浆在应用过程中还能循环使用。但是这一工艺在实际应用过程中,需要电解铝企业对固体废物进行分类管理,并且对于粉磨和浮选这两个技术节点有着较为严格的标准和要求。相关研究调查显示,在应用这一技术进行处理的过程中,如果处理对象是废阴极炭块,其磨粉粒度一定要小于0.45mm;此外,在浮选过程中,其大多不是一次性就可以完成的,还需要对其进行分级浮选,并且还有可能会产生一些有毒易燃气体,所以存在一定的安全隐患。

总而言之,我国对于电解铝工业危险废物处理技术研究相比较于其它国家而言还是起步较为晚的,但是,从国内相关研究现状我们还是能够明显的发现,就目前而言,在电解铝工业危险废物处理技术发展过程中,湿法已经代替火法成为研究的重点,也是今后发展方向,而对于这一方面的研究,其主要就是对浮选技术、化学浸出技术进行研究。

综上所述,在社会不断发展过程中,资源以及环境成了社会发展中十分重要的问题,也属于可持续发展的关键,电解铝工业危险废物处理技术发展,在很大程度上对于资源以及环境都存在一定的影响,为此,本文主要对其发展方向进行了研究,以期能够为我国电解铝工业危险废物处理技术研发作出一点贡献和借鉴参考。

作者:梁凤敏 陈巧慧7506次浏览

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