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有色金属冶炼废物电解铝液转移

铝是金属品种中仅次于钢的第二大类金属,具有轻质金属.导电.铝及铝合金制品作为有色金属材料,广泛应用于包装.机械制造.电子电器.电力工业.建筑工业.航空航天.交通和印刷基础。21世纪以来,我国铝冶炼行业发展迅速,在我国国民经济社会发展中发挥着极其重要的作用。随着铝冶炼行业的蓬勃发展,我国冶炼生产过程中产生的碳渣.大修渣、铝灰等危险废物带来的环境风险也日益突出。铝冶炼行业危险废物产生量大.成分复杂,目前理论上可以在一定程度上使用,但有些技术不成熟,应用不广泛,处置技术相对单一,成本高。此外,由于缺乏相关的废物利用和处置污染控制标准,无法实现政策推广,技术和政策障碍导致当前铝冶炼危险废物无法大量消耗。

一.铝冶炼危险废物概述

在中国经济持续发展的过程中,铝冶炼行业的产品产量迅速增长,在生产过程中会出现大量的固体废气,危险废物占很大一部分,环境污染。根据国家规定的危险废物鉴定方法.鉴别标准.列入国家危险废物清单等危险废物是危险废物,但在特定行业,危险废物的类别不是很清楚,所以做好危险废物的筛选.相关法律法规的完善仍存在一些问题。只有具体分析其特点,才能及时有效地解决危险废物问题。

二.确定铝冶炼危险废物

铝冶炼行业产生的危险废物种类不多,但一般数量较大,其中许多属于大宗危险废物,不合理处置危害很大。根据生产阶段的具体分析:

1.氧化铝生产过程中产生的危险废物主要是煤焦油.含酚污泥.废机油等。

(1)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冷却.洗涤净化.电捕焦油器捕焦后,用排气机加压,然后送到用气处。.洗涤净化产生的洗涤水进入隔油沉淀池,产生煤焦油。气化炉产生的煤焦油一般为400℃~600℃,称为中温焦油,其特点是重馏比重大.含水量大,不符合国家高温煤焦油质量标准,外观为黑色或深棕色粘性液体,气味特殊,易燃腐蚀,是高芳香碳氢化合物的复杂混合物,已被确认为致癌物。如果它直接进入水中.土壤等周边环境会造成严重的环境污染问题。中温焦油可以直接用国家危险废物清单来判断,属于危险废物。

(2)含酚污泥。气体洗涤塔的洗涤水进入隔油沉淀池,通过除油进入隔油沉淀池.沉渣后依次进入热水池.冷却塔.冷水池回收利用。气洗循环水属于浊循环水,含有挥发酚.COD.BOD5.石油等污染物涤系统的正常运行,需要物化或生化循环水,定期清除处理产生的污泥,确保循环水系统的正常运行。处理产生的污泥中含有挥发酚.石油等污染物具有一定的毒性,酚类污泥可以直接用《国家危险废物名录》来判断,属于危险废物。

(3)废油。机油是各种设施运行良好、延长使用寿命的重要保证。机油的使用必须随着变质而变质。废机械润滑油主要产生在加压泵房.空压站.在发电机组等动力车间和机械传动设备上,废油具有一定的毒性,可以直接用国家危险废物清单来判断,属于危险废物。

2.电解铝生产过程中产生的危险废物

(1)大修渣。电解预培槽的使用寿命一般为4~7年。届时,碳阴极内衬将失效。必须对电解槽进行大修,更换槽内衬。大修渣的产量约为电解铝产量的3%,是电解铝行业的产量.危害最大的危险废物,以年产电解铝80万吨的企业为例,年检修渣产量超过2万吨。大修渣主要由废阴极碳块组成.阴极糊.沉积物.耐火砖.保温砖等组成,大修渣浸出液可溶氟浓度可达1万mg/L以上远远大于《危险废物鉴定标准浸出毒性鉴定》100mg/L标准,含氰化物,符合国家危险废物名录HW48有色金属冶炼废物“电解槽电解槽阴极内衬维修.更换废渣(大修渣)”废物代码321-023-48,属于危险废物。

(2)铝灰。电解铝液转移.精炼.合金化.在铸造过程中,熔体表面会产生少量的浮渣。“扒渣”收集,或手动从炉内取出漂浮混合物,或用自动化设备去除漂浮渣,主要成分为铝、三氧化铝、二氧化硅、氧化钙.氧化镁.氧化铁和电解质通常是白色的,符合国家危险废物名录HW48有色金属冶炼废物“电解铝液转移.精炼.合金化.铸造过程中熔体表面产生的铝灰渣、回收铝产生的盐渣和二次铝灰”废物代码321-024-48,属于危险废物。

(3)阳极碳渣。在电解槽的电化学反应过程中,碳阳极与氧反应产生CO2和CO不断消耗,通过定期更换预焙阳极块补充,在反应过程中,残余碳渣不断脱落,碳渣氟化物含量很高,符合国家危险废物清单HW48有色金属冶炼废物“电解铝生产过程中产生的碳渣”废物代码321-025-48,属于危险废物。

三.铝冶炼危险废物对策

1.选择合适的氧化铝工艺。首先,普及拜尔烧结系列工艺。其显著特点是:先用拜尔法处理矿石,提取大部分氧化铝,再用烧结法回收拜尔法赤泥氧化铝和碱,原则上只烧红泥熟料,不添加矿石,混合法除处理赤泥外,还处理部分低品位矿石。由于烧结部分产量比例降低,能耗降低,总成本降低;由于拜尔法和烧结法两次处理,氧化铝总回收率高,碱消耗降低。

2.提高技术设备水平,实现高效降耗。为了降低各工序的单位能耗和原材料消耗,降低劳动强度,提高劳动生产率,必须采用高新技术和先进设备,提高设备的大型化.高效自动化水平,这些先进技术和设备主要包括:加强成套溶解技术和设备;高效沉降技术和设备;大型液固过滤分离设备(叶片滤清器、立盘.平板过滤器)及技术;降膜蒸发技术;大型平底MIG搅拌槽的设计和应用技术;悬浮焙烧技术;氧化铝生产过程中的自动检测和控制技术。此外,鉴于生产过程的重要环节,拜尔法原矿浆和烧结法原料浆自动配料技术的开发和应用.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分析盐技术.余热利用技术实现节能.降耗.增产的目的。

总之,近年来我国铝冶炼技术水平发展迅速,缩短了与发达国家的差距。然而,我们也应该看到,铝冶炼行业面临的挑战,加快技术进步,提高铝冶炼企业的竞争力是我们的迫切任务。


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