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当铝灰成为了危废

文章来源:kaiyuntiyu时间:2023-10-11 点击:49

  国家近期最新颁布的《危废名录》(2021年版)中,将铝业中产生的个别项铝灰,列为危废种类。

  由于铝业环保成本增加,2020年末,铝价格从10月30日的14800元/吨上涨至12月1日的17000元/吨。

  全国范围内,多处地区已开始严格把控铝灰产业,许多以前从事铝灰行业的人员被迫转行或者刑事处罚。

  铝灰是在铝业生产的全部过程中,含有Al、Al2O3等其他杂质的废弃物粉尘。由于其中的铝元素能够直接进行回收利用,于是诞生了铝灰的收集和加工产业。

  铝业的生产有不同的工艺,导致了铝灰的成分也有很大的不同。在铝业生产的全部过程中,如若使用氮气充当保护性气体或原料,则会在金属表明产生AlN。

  通常认为,铝灰中除了铝及其化合物以外,还包括金属氧化物(如二氧化硅、氧化铁、氧化钙),金属盐离子(如氯化钙、碳酸钙、硫酸钙)。

  根据铝灰中含铝量的多少,铝灰价格从80元/吨到500元/吨不等,含铝量越高价格越高。

  AlN是一种拥有高导热性等其他优良理化特性的材料,目前最广泛的应用是氮化铝陶瓷。由于氮化铝合成困难,目前市面上的高纯度氮化铝(大于99%)属于供不应求的状态,国内的高纯度氮化铝主要依赖于进口(日本株式会社)。

  2017年国家十二部颁布《增材制造产业高质量发展行动规划(2017-2020年)》中,包括了氮化铝陶瓷粉末、片材的制备方法。增材制造即3D打印,怎么样改进氮化铝陶瓷的制造工艺是需要面临的问题之一。国家发改委今年颁布的《鼓励外商投资产业目录(2020年版)》中,第114项精密高性能陶瓷原料生产中,包括了高纯氮化铝(AlN)粉体(纯度99%,平均粒径1μm)。

  现在AlN的市场行情报价,从低纯度(70%)70元/kg到高纯度(90%)500元/kg不等。进口99%以上纯度的AlN,每公斤价格可高达上千元。

  AlN在水中会进行水解产生NH3,NH3具有刺激性气味。我们大家可以将铝灰与水混合搅拌后,以是否会产生刺激性气味作为判断标准。

  第一种,以危废的形式向铝灰生产企业收取危废处置费用,将铝灰收集后,回收金属铝和氮化铝,最终达到铝灰减量化和无害化的目的。这时的铝灰将被判定为一般固体废弃物,能够直接进行填埋或者焚烧处理。

  第二种,《危废名录》(2021年)中的《危险废物豁免管理清单》规定,对于321-024-48和321-026-48两项,回收金属铝可不按危废管理。以一般环保公司的模式,收集铝灰,回收金属铝和氮化铝。

  项目主要涉及的工艺技术是AlN的提纯,在此提出两种提纯方案,提纯方案首先都需要将铝灰研磨至一定目数(1μm =12500目)的粉末,以减少杂质对于AlN的包裹。

  先将铝灰浸泡在四溴乙烷中(密度3.0 g/cm3),取下层物质;再将下层物质浸泡在二碘甲烷中(密度3.3 g/cm3),取上层物质。上层物质主要为AlN。

  四溴乙烷和二碘甲烷互溶,所以能进行精确配比重液,如3.19-3.21 g/cm3 密度的重液,用以精确提纯。

  第二种,风选法。利用氮化铝粉末内不同成分悬浮速度的不同,使用重力和风力提纯。

  此种方法可参考市面上的风选设备,需要具体试验后才可确定可行性和提纯程度。在AlN含量越高的铝灰中,此种方式的筛选效果越好。

  经济分析将以以下内容为默认条件(其中的具体数值在没有检测之前均为推测数值):

  收集的铝灰为二次铝灰,以质量分数计算:AlN含量为10%,Al为10%,Al2O3为30%,SiO2为10%,其他杂质总计为40%。二次铝灰购买价格为80元/吨。

  产品为含量70%的AlN粉末,市场行情报价80元/kg,合计80000元/吨。含量80% Al2O3粉末,市场行情报价1000元/吨。

  生产工艺中,选择研磨500目和风选法,处理费用低,暂定为1000元/吨。

  处理后的铝粉为一般固体废弃物,填埋费800元/吨+运费400元/吨,合计处置费用1200元/吨。

  每吨铝灰的处理成本为1000元;每吨铝灰将产生半吨一般固体废弃物,处置费用1200/2=600元;总成本合计1600元。