铝冶炼行业主要危险废物的判别分析研究

白志彪

摘要：回顾了我国铝冶炼技术的发展现状，在分析了国内铝冶炼技术存在不足的基础上，指出了我国铝冶炼技术的发展趋势。

关键词：铝冶炼；危险废物；污染；判别；

前言

我国的铝冶炼工业经过几十年的发展，取得了前所未有的成绩，2000年氧化铝产量达429万t，铝锭283万t，我国已成为世界铝生产和消费的大国。这一成绩的取得，与科技的贡献是不可分的。现就我国氧化铝和电解铝方面所取得的成绩作一回顾，并就我国氧化铝生产技术的发展趋势作一分析。

一、问题的提出

铝工业是重要的基础产业和战略产业，铝材是现代工业的基础原材料，是我国国民经济第二大应用金属，是推动我国国民经济健康发展的重要动力。近年来，作为原铝生产原料的氧化铝在国内市场供应缺口较大，各地争相上马氧化铝项目，使得我国氧化铝总体产能飞速增长，近十年平均每年增幅均达11%以上。 2004年我国氧化铝产量1289万吨/年，净进口585万吨/年，2009年我国氧化铝产量2278万吨/年，净进口514万吨/年。氧化铝工业属于资源消耗性行业，生产过程中产生的废水、废气、废渣等"三废"污染物会对周边环境产生一定程度的影响。随着我国氧化铝行业的不断壮大，其环境问题日益受到人们关注。经过氧化铝专业领域和环保领域的共同努力，氧化铝生产过程中的各个污染环节基本得到控制，但部分环节与国际先进水平相比，尚有差距。

二、危险废物判别

铝冶炼业产生的危险废物种类不多，但一般数量较大，很多属于大宗危险废物，不合理处置危害很大。《国家危险废物名录》中与铝冶炼业直接相关的危险废物主要集中在“HW48 有色金属冶炼废物”的4个小项。下面根据生产阶段具体分析：

（一）氧化铝生产氧化铝生产过程中产生的危险废物主要为赤泥、煤焦油、含酚污泥等。

1.赤泥

赤泥是以铝土矿为原料生产氧化铝过程中产生的强碱性固体废物。每生产 1 吨氧化铝，大约产生0. 8 吨 ～ 1. 5 吨赤泥。根据氧化铝生产方法，赤泥可以分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥。赤泥的矿物组成、化学组成及性质因原料和工艺不同而异。一般烧结法赤泥和联合法赤泥组成和性质较为相似，拜耳法赤泥又分为高温拜耳法和低温拜耳法两种，在组成上有所差异。烧结法赤泥和联合法赤泥化学组成以 Ca O、Si O2为主，拜耳法赤泥中，Al2O3、Na2O 含量较烧结法赤泥高。赤泥的危险特性主要表现为较强碱性。所以应对氧化铝生产过程中产生的赤泥进行危险废物的判别。pH值大于12.5的赤泥应按危险废物管理。

2.煤焦油

煤气发生炉是氧化铝生产的主要配套设施，为焙烧炉提供能源，煤气发生炉产生的煤气经冷却、洗涤净化、电捕焦油器捕焦后用煤气排送机加压后送至用气处。冷却、洗涤净化产生的洗涤水进入隔油沉淀池，便产生了煤焦油。煤气发生炉产生的煤焦油，由于在气化炉内的生成温度一般在 400℃ ～ 600℃，称为中温焦油，它的特点是重馏份比重大、含水多，不符合国家高温煤焦油的质量标准，外观呈黑色或黑褐色粘稠状液体，具有特殊的臭味，可燃并有腐蚀性，是一种高芳香度的碳氢化合物的复杂混合物，已确认为致癌物。若直接进入水体、土壤等周边环境，将产生严重的环境污染问题。中温焦油可以用《国家危险废物名录》直接判别，属于危险废物。

3.含酚污泥

煤气洗涤塔的洗涤水进入隔油沉淀池，经除油、沉渣后再依次进入热水池、冷却塔、冷水池循环使用。煤气洗涤循环水属于浊循环水，其中含有挥发酚、COD、BOD5、石油类等污染物，为了保证煤气洗涤系统的正常运行，需对循环水进行物化或生化处理，并定期将处理产生的污泥清出，以保证循环水系统的正常运行。处理产生的污泥含有挥发酚、石油类等污染物，具有一定的毒性，含酚污泥可以用《国家危险废物名录》直接判别，属于危险废物。

4.废机油

机油是各种设施优良运行和延长使用寿命的重要保障，机油的使用必定伴随着变质而需要换油，废机械润滑油主要产生在加压泵房、空压站、发电机组等动力车间和机械传动设备上，废机油具有一定的毒性，可以用《国家危险废物名录》直接判别，属于危险废物。

（二）电解铝生产过程中产生的危险废物主要为大修渣、浮渣（ 铝灰） 、残阳极等。

1.大修渣

电解预培槽寿命一般为4 ～ 7年，到时炭阴极内衬将失效，必须对电解槽进行大修，更换槽内衬，大修渣的产生量大约为电解铝产量的 3%，是电解铝行业生产量、危害性都最大的危险废物，以一个年产电解铝80万吨的企业为例，每年的大修渣产生量在2万吨以上。大修渣主要由废阴极炭块、阴极糊、沉积物、耐火砖、保温砖等组成，大修渣浸出液可溶氟质量浓度可达1000 mg/L以上，远大于《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》（ GB50853-2007）中100mg/L 的标准，并含有氰化物，属于危险废物。

2.浮渣（铝灰）

铸造车间精炼过程中混合炉炉面将会产生少量浮渣，通过“扒渣”被收集，或手工操作从炉中捞出漂浮的混合物，或用自动化设备撇去漂浮的浮渣，主要成分为铝，三氧化二铝，二氧化硅，氧化钙、氧化镁、氧化铁和电解质等，通常显白色，符合《国家危险废物名录》HW48 有色金属冶炼废物中“粗铝精炼加工过程中产生的盐渣、浮渣”的描述，废物代码331-025-48，属于危险废物。

3.残阳极

在电解槽的电化学反应过程中，碳素阳极与氧反应生产CO2和CO而不断消耗，通过定期更换预焙阳极块进行补充，更换下来的残阳极上附着有阳极泥（ 电解质） ，氟化物含量很高，根据《危险废物鉴别标准》的限制，属于危险废物。

4.废离子交换

树脂电解铝企业基本都配置火电厂，电厂的锅炉用水使用前须进行软化处理，离子交换就是软化处理的主要工艺之一，饱和或废弃更换下来的废离子交换树脂就属于有机树脂类废物。

三、对策建议

（一）选择合适的氧化铝工艺

首先，普及拜尔—烧结串联工艺。其显著特点是：先用拜尔法处理矿石，提取其中的大部分氧化铝，然后再用烧结法回收拜尔法赤泥的氧化铝和碱，原则只烧赤泥熟料，而不添加矿石，而混联法除了处理赤泥还同时处理一部分低品位矿石。由于烧结法部分产量比例缩小，能耗减小，总成本降低；由于矿石经过拜尔法和烧结法两次处理，氧化铝总回收率高，碱耗降低。

（二）提高技术装备水平，实现高效能降耗

要想降低各个工序的单位能耗及原材料消耗，降低劳动强度，提高劳动生产率，就得采用高新技术和先进的装备，提高设备大型化、高效化和自动化水平，此类先进技术和装备主要包括：强化溶出成套技术及装备；高效沉降技术及装备；大型液固过滤分离设备（叶滤机，立盘、平盘过滤机）及技术；降膜蒸发技术；大型平底 MIG 搅拌槽的设计应用技术；悬浮焙烧技术；氧化铝生产过程中的自动检测与控制技术。此外，针对生产过程的重要环节，开发和应用拜尔法原矿浆及烧结法生料浆自动配料技术、熟料窑自动控制技术、粗液常压脱硅技术、高浓度碳分母液蒸发析盐技术、余热利用技术，以达到节能、降耗、增产的目的。

結束语

总之，我国铝冶炼技术水平近些年来得到了迅速的发展，缩短了与发达国家的差距，但我们还应该看到，铝冶炼工业所面临的挑战，加快技术进步，提高铝冶炼企业的竞争力是我们迫切的任务。

参考文献：

[1]车玲.我国氧化铝工业技术现状与发展趋势世界有色金属，2005

[2]杨志民.我国氧化铝生产的综合回收与利用世界有色金属，2002endprint