铝灰是铝工业生产过程产生的废渣，鉴于铝灰环境风险较高，2016年版《国家危险废物名录》已将其纳入。尤其近两年，国家对铝灰的环境监管加强，如何无害化和资源化处理铝灰成为铝行业必须面对和正视的问题，各地上马的铝灰处置项目逐渐多了起来。

  2022年3月，我接触到这个小众行业，在整理市面上的公开资料后，输出本指南。

  二次铝灰中AlN在潮湿的环境下易产生具有刺激性气味的氨气，以及溶解在水中易导致氨氮团聚现象是铝灰被列为危险固体废弃物的根本原因之一。AlN有较高的反应活性，治理的办法是创造条件将它尽快反应掉，过程称之为“脱氮”。

  二次铝灰中可溶出氟化物的浸出是铝灰被列为危险固体废弃物的另一根本原因。治理的办法是将可溶出氟化物转变成不可溶出的氟化物，过程称之为“固氟”。

  继上一篇讨论了“高温焙烧”的技术路线后，本篇探讨另一条主要技术路线：水解浸出。

  铝灰渣直接水解法是低成本、无害化处理方法之 一，是众多铝灰渣高值化利用的基础和前提。

  铝灰中的金属铝、氮化铝和碳化铝在水中反应如下，反应后可产生大量有毒有害的危险气体，这些危险气体后续需要妥善处理。

  除去1mg氟理论上约需要消耗氧化钙的量为1.47mg，实际处理过程中，石灰投加量往往需要过量50%以上。

  方法（2）：投加混凝絮凝剂。投加混凝剂使水中的氟离子与阳离子形成络合物沉淀。

  这两种办法能够处理高氟废水，设备简单，操作容易，但都会产生沉淀废渣，增加后续处理难度。

  众所周知，氯化钠和氯化钾都是可以溶于水的，得到的含氯废水蒸发结晶可得复合盐产品。

  当然，在铝行业，并不是特别需要将两者分离，只需调配好两者比例后，做为覆盖剂再次利用。

  文献[1]的试验表明，AlN的水解反应在常温下进行很慢，随温度上升反应速度升快。

  在100℃的反应温度下，初始含量27.68%的AlN，1h后急剧下降到5%（红色箭头），8h后含量为 0.92%（绿色箭头），之后变化缓慢。

  但2021年最新的文献[4]，[5]的试验给出了非常不乐观的水解脱氮率，比如文献[4]的试验表明100℃下的脱氮率也仅为37%，只有低浓度（10%）的Na2CO3与NaOH水溶液才能有效脱氮。

  文献[4]证明，在液固比为2~8区间，液固比提高，二次铝灰渣脱氮率有小幅提升；液固比从10升高到20，脱氮率升高较小；进一步提升液固比，脱氮率没有明显地增加。说明液固比不是影响二次铝灰渣水解脱氮的主要因素。

  铝灰中含有大量的可溶盐，盐在水中的溶解必须一起考虑。后文将提到，在液固质量比为10时，盐的溶出率达到最大值。

  需要注意的是，液固比过大会导致浸出和固液分离设备的负荷过大，后续废水净化处理量也相应增加。

  文献[2]认为综合各方面因素考虑，进行AlN水解时，水与铝渣灰的液固比最好不小于5:1。

  文献[1]的试验表明，物料粒度没有明显影响，原因是铝灰中的 AlN 大多集中在小粒度物料中，而研磨只是磨细了铝灰中的其他大粒度物质(主要含氧化铝)。

  搅拌有利于铝灰颗粒悬浮于液体中，更有助于反应物质的混合，从而加快化学反应和传质过程的进行，但搅拌速度是100转/分钟还是400转/分钟的影响不大。也就是说有就行。

  浸出时间在很大程度上影响氟氯元素的浸出效果，得出更合适的浸出时间对于提高生产效率有重要意义。

  从下图中能够准确的看出，随着浸出时间的延长，氟、氯元素浸出率升高，当浸出时间在4h以内时，氟、氯元素浸出率上升幅度较大，在8h以后，氟、氯元素浸出率的上涨的趋势均较为缓慢，变化不大。

  随着液固质量比的增加，氟、氯元素浸出率均随之增加，在液固质量比为10时达到最大值，此时氟、氯元素浸出率分别为80.3%和96.8%。

  水浸会产生氨水，逐渐提高PH值。试验表明，PH值越低，浸出率越高，但总体影响不大。

  铝灰水解的最佳工艺条件是：温度100℃，时间不少于4小时，水与铝渣灰的液固比最好不小于5:1，要带搅拌，不需要刻意控制物料粒度和PH值。

  [2]周长祥，王卿，张文娟，等.铝渣灰中氨氮的回收[J].矿产保护与利用，2012(3)：38-41

  [3]刘吉．铝灰渣性质及其中的A1N在焙烧和水解过程中的行为研究[D]．沈阳：东北大学，2008．

  [4]贺永东，李颜凌，马斌，等.湿法工艺对二次铝灰无害化脱氮的影响[J].特种铸造及有色合金，2021，41（6）：679-683

  [5]贺永东，何超，陈长科，等.无害化处理对铝灰渣化学成分与物相组成影响研究[J].稀有金属，2021,46(3):340-348

  [6]鲍善词， 李素芹， 张昌泉，等.二次铝灰中氟、氯的浸出与回收分析[J].中国冶金:2018,28(10):24-28