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鋁灰資源化利用高鹽廢水處理整體解決方案

所屬分類：鋁灰高鹽廢水
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發布時間：2024-07-10 16:31:10
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項目簡介

鋁灰的分類

鋁灰分一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰是電解氧化鋁生產原鋁過程中產生一種不熔于鋁液的浮渣，顏色通常為白色，故又稱白灰。一次鋁灰中金屬鋁含量15%-85%。此外，還含有氟化鹽、氧化鋁和氮化鋁等物質。二次鋁灰為一次鋁灰提取金屬鋁后的廢棄物或鋁精煉過程產生的含鋁廢渣，顏色呈黑色，又稱黑灰。主要成分為氧化鋁、氮化鋁，并含有少量的金屬鋁、鹽類等。通常含氧化鋁在60%上下，同時含有氟化鹽、氯化物和其它重金屬氧化物等有毒有害物質。

鋁灰中所含氮化鋁具有較高的反應活性，遇水或與潮濕的空氣接觸，極易發生水解反應生成氫氧化鋁和有毒有害的氨氣，由此造成對空氣的污染。并且鋁灰中含有氟化物、氯化物，長期堆積將對土壤和地下水造成嚴重污染，影響堆放區及周邊居民的生活安全。

對鋁灰的無害化處置，首要的是脫除或分解其中所含氮化鋁，去除其反應性，從根本上解決鋁灰潮解所釋放氨氣對大氣環境的影響。然后脫除其中的氟化物，去除對土壤、水體的污染。

一、工藝介紹

鋁灰經過前道球磨分離篩分，灰渣進入一次反應釜，通過脫氨劑與催化劑，將鋁灰中的可溶氨快速轉化為氣態氨（氨氣），經過濾后再循環反應過濾一次，產生的濾泥壓制制磚（鋁灰添加量20%，輔以水泥、黃沙等），前面兩次反應產生的氨氣經硫酸（濃度95%）中和形成硫酸銨，過程中產生的濾液收集后回用不外排，各道工序的衍生產物為原始鋁灰、硫酸銨副產品、高鋁建材替代料、鋁灰制水泥磚、粗鋁顆粒五大類。

二、工藝分析

1、生產成本約1200元/噸，投資成本約1000元/噸；

2、水解反應過程時間較長，約2小時/釜，溫度約80℃；

3、反應后產物：鋁灰反應后產物重金屬、硫酸銨純度、氨氣中氫氣含量和安全、飽和濃度污水循環結晶等問題待進一步解決。

一、工藝介紹

二次鋁灰通過添加調節劑、催化劑在髙效連續多段反應器內進行水解浸出反應，并通過精準調控反應溫度和反應時間等工藝條件，實現活性組分催化強化分解以及可溶鹽類的快速浸出，達到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中，二次鋁灰分解釋放的氨氣經氨吸收系統制備成 20%濃度的氨水產品；活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃氣經集氣系統收集作為二次燃料使用；可溶性鹽類經過提純及蒸發結晶制備成鋁用精煉劑產品；二次鋁灰處理后的惰性渣則經分離烘干制備成高鋁料，氧化鋁含量>75%，可作為高品質鋁土礦的替代產品制備成耐火材料、水處理劑用鋁酸鈣、冶金精煉劑等產品，實現鋁灰的增值利用。

二、工藝分析

① 采用多段連續催化強化水解浸出工藝，促進鋁灰中活性組分的深度解離和鹽組分浸出，處置更徹底、更髙效。

② 經處理得到的高鋁料，氧化鋁含量高、雜質含量較少，達到高品位鋁礬土的使用要求，可作為中間產品用于制備耐火材料、凈水劑、建材和冶金助劑等，實現了鋁灰全量化資源利用。

③ 工藝簡單，系統安全可靠，無二次污染，梯級全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分，實現產品清潔增值和廢物零排放。

④ 工藝流程長，投資成本較高，占地面積較大。產品純度問題。

PART 03

鋁灰火法結合濕法資源化綜合利用工藝

一、工藝介紹

火法髙效穩定化處理，實現二次鋁灰中活性組分清潔轉化成氧化鋁；穩定化鋁灰通過快速洗脫，實現鹽組分髙效分離，蒸發結晶制取結晶精煉鹽，脫水濾餅烘干得到穩定化高鋁料，其氧化鋁含量>75%，達到高品位鋁礬土。

二、工藝分析

① 處理過程清潔髙效、無可燃性及污染性其他排放、工藝流程簡單可靠，得到的高鋁料氧化鋁含量>75%，可溶性鹽<0.5%，氮化鋁<1%，浸出 pH 值<9.0，可溶性氟化物<10mg/L，滿足《危險廢物鑒別標準-浸出毒性鑒別》標準要求；二次鋁灰精煉鹽回收率>95%。

② 高鋁料制備的鋁酸鈣粉達到《水處理劑用鋁酸鈣》（GB/T 29341-2012）標準要求，鋁酸鈣精煉劑產品達到《煉鋼用預熔型鋁酸鈣》（YB/T4265-2011）標準要求，高鋁磚和鎂鋁尖晶石產品分別達到《高鋁磚》（GBT 2988-2012）及《鎂鋁尖晶石》（GBT 26564-2011）標準要求。

③工藝流程長，投資成本較高，占地面積較大，生產成本較高。

PART 04

鋁灰火法結合濕法工藝

一、工藝介紹

采用熱解協同無害化處置技術（環保炒灰），目的是為鋁灰通過全自動鋁灰預處理系統后，分為鋁和灰的分離，其中金屬鋁經熔鑄生產成品鋁錠（塊）可以出售；分離出來的灰經過氧化鋁預處理系統（配比、均化、培燒、900℃、10%氧化鈣、）處理，生成氧化鋁，后續凈水劑生產線，生產出成品聚合氯化鋁。

二、工藝分析

① 投資省，技術成熟。

② 工藝流程較長，環保要求較高區域準入難度需考慮。

PART 05

濕法聯合火法鋁灰處置工藝

一、工藝介紹

二次鋁灰通過添加調節劑、催化劑在髙效連續多段反應器內進行水解浸出反應，并通過精準調控反應溫度和反應時間等工藝條件，實現活性組分催化強化分解以及可溶鹽類的快速浸出，達到活性組分和可溶鹽組分髙效分離的目的。其中，二次鋁灰分解釋放的氨氣經氨吸收系統制備成20%濃度的氨水產品；活性組分分解釋放的氫氣、甲烷等可燃氣經集氣系統收集作為二次燃料使用；可溶性鹽類經過提純及蒸發結晶制備成鋁用精煉劑產品；二次鋁灰處理后的惰性渣則經分離烘干制備成高鋁料，高鋁料與碳酸鈣在回轉窯高溫反應，生產鋁酸鈣。

二、工藝分析

① 處置更徹底、更髙效，蕞終產品市場空間大。

② 工藝簡單，系統安全可靠，無二次污染，梯級全量化利用二次鋁灰處理過程氣、液、固組分，實現產品清潔增值和廢物零排放。

③ 工藝流程長，投資和占地面積較大。

PART 06

火法處置鋁灰工藝

一、工藝介紹

鋁灰、鋁渣進入分選車間，經過三篩兩磨工藝分選后，分選出的鋁進入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預熱進入回轉窯煅燒成為精煉劑，精煉劑冷卻破碎進入倉庫保存。

二、工藝分析

① 工藝成熟，設備簡單，生產成本低國內上世紀60年代前蘇聯基礎上改進。

② 投資省，占地面積小，無二次污染，產品方案多樣化。

③ 能耗指標要求高，對能耗準入要求高區域不利。

PART 07

二次鋁灰生產煉鋼用預熔型鋁酸鈣介紹

一、工藝流程介紹

圖 5-1 二次鋁灰鋁的綜合利用工藝流程圖

外購的鋁灰、鋁渣（屬于危廢）以噸袋包裝的形式運送至廠區，卸料進入原料庫儲存。鋁灰、鋁渣進入分選車間，經過三篩兩磨工藝分選后，分選出的鋁進入冶煉車間熔煉成鋁錠入庫。分選剩余物與石灰石粉按一定比例混合后預熱進入回轉窯煅燒成為精煉劑，精煉劑冷卻破碎進入倉庫保存。

該工藝處理的鋁灰、爐渣經分選車間分選處理后的鋁灰與石灰石粉進入均化庫，混合后的物料中主要成分為Al2O3、Al、CaCO3等，混合物料進入回轉窯，經高溫煅燒后產生鋁酸鈣CaO·Al2O3（Ca(AlO2)2）。

反應原理：

① Al與氧氣在高溫下發生氧化反應：

4Al(s)+3O2(g)→2Al2O3(s)

② CaCO3 在高溫下發生分解反應：

CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

③ CaO 和 Al2O3高溫煅燒情況下發生化合反應：

CaO(s)+Al2O3(s)→Ca(AlO2)2

④ A1N（氮化鋁）在高溫煅燒的情況下向 A1203 轉化，化學反應：

4AlN + 302 = A1203 + 2N2

二、二次鋁灰生產煉鋼用預熔型鋁酸鈣工藝優點

1、采用鋁灰生產精煉劑廢物利用，變廢為寶，利國利民，節省能源，用廢鋁灰和石灰石在回轉窯里面煅燒而成，沒有污染，沒有殘渣，生產精煉劑是煉鋼用產品，在國內領先技術。

2、精煉劑在煉鋼爐的使用起到脫氧脫硫，造渣，提高鋼的品質的作用，目前該產品已出口到，歐洲，日本，韓國，印度等國家，受到國外用戶的好評。

3、用廢鋁灰生產精煉劑減少了鋁礬土的使用，節省了國家的礦產資源，解決了廢鋁灰污染的問題。

4、回收部分高純度的鋁產品，產生較好的經濟效益和社會環境效益。

5、鋁提煉工藝不涉及任何化學過程，過程安全可控，精煉渣生產裝置采用回轉窯設備，生產過程安全環保，符合國家相關產業指導政策。

6、不產生二次廢渣/廢灰污染，將廢鋁灰100%全部回收利用。

鋁灰鋁渣無害化處置及利用

經典案例一

重慶中明碩清再生資源綜合利用有限公司

年產6萬噸鋁灰鋁渣無害化處置及利用項目

處理水量：300/d（包含1套5t/h MVR蒸發器、1套7t/h MVR蒸發器）

濃鹽水脫氟脫鈣成套裝置及配套蒸發濃縮結晶項目

鋁灰鋁渣無害化處置及利用

經典案例二

四川TCL海能鋁業有限公司

年產10萬噸鋁灰全量化資源綜合利用項目

處理水量：480t/d（包含1套15t/h三效蒸發器）

濃鹽水脫氟脫鈣及配套蒸發濃縮結晶項目

標簽

鋁灰處理設備,mvr蒸發器,三效蒸發器

本文網址：http://www.wplnuuc.com/cases/65.html

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