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铝灰渣处理工艺流程

文章来源:kaiyuntiyu时间:2023-10-10 点击:59

  铝灰渣处理工艺流程大致上可以分为铝灰回收处理工艺流程、铝灰无害化处理工艺流程和铝灰资源化利用工艺流程3个部分。其中铝灰回收处理又分为铝灰火法回收和铝灰湿法回收,是当前铝灰处理的主要形式;铝灰无害化处理则是借助浸出剂等手段,将铝灰中有害的氟、氯及一些重金属浸出,以期得到可以合格排放的浸出液或者污染物含量符合国家标准的固体废弃物;铝灰资源化利用则是根据铝灰的性质特点,依靠特殊工艺手段将之加工成能够正常的使用的资源,如防火材料、污水絮凝剂等,与铝灰回收处理不同的是,铝灰资源化利用的最大的目的是通过某些工艺手段除去铝灰中难以利用的杂质,进而将铝灰转换成可利用的资源。

  目前铝灰渣处理工艺流程主要是回收处理、资源化利用。铝灰回收处理工艺流程最重要的包含火法回收和湿法回收,火法回收工艺流程通常用于处理一次铝灰,分为加盐回收、无盐回收。相比于加盐火法回收,无盐火法回收产生的污染较小,工作效率和回收率较高,更符合我国当前绿色发展理念,未来应当重点研究。铝灰的湿法处理与火法处理不同,一方面处理对象主要为二次铝灰,另一方面回收的资源为铝的化合物,而不是局限于金属铝。湿法回收的处理对象是过去不可回收的“废渣”,可以有效提升资源的利用率;但是由于湿法回收对设备耐酸、耐碱等性能有一定的要求,湿法回收还要进一步深入研究。铝灰资源化利用则是近年来新提出的概念,由于其可以直接利用废弃铝灰,因而推动了铝灰资源综合利用的发展,并且在保证材料和药剂性能的同时降低了合成材料的成本,应当着重研究、发展。

  将回收的铝灰渣、铸造废型砂,通过料仓经封闭式输送机输送到球磨机进行破碎。对已进行破碎步骤的铝灰渣,进一步球磨。送至振动筛进行筛分,经筛分后的物料分为铝屑/粒和粉料(二次铝灰),铝屑/粒外售给铝型材加工公司或铝锭和铝棒生产企业回炉,有一部分公司使用自己配套熔炼炉做成铝锭后外售。给该工艺应确保整个回收过程安全无尘,不对环境能够造成二次污染。

  2、铝灰渣处理工艺流程-铝灰脱氨-固氟-绿色循环利用技术--湿法工艺流程:

  铝灰经过前道球磨分离筛分,灰渣进入一次反应釜,通过脱氨剂与催化剂,将铝灰中的可溶氨快速转化为气态氨(氨气),经过滤后再循环反应过滤一次,产生的滤泥压制制砖(铝灰添加量20%,辅以水泥、黄沙等),前面两次反应产生的氨气经硫酸(浓度95%)中和形成硫酸铵,过程中产生的滤液收集后回用不外排,各道工序的衍生产物为原始铝灰、硫酸铵副产品、高铝建材替代料、铝灰制水泥砖、粗铝颗粒五大类。

  ③ 反应后产物:铝灰反应后产物重金属、硫酸铵纯度、氨气中氢气含量和安全、饱和浓度污水循环结晶等问题待进一步解决。

  3、铝灰渣处理工艺流程-湿法全量化技术--“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺流程:

  二次铝灰通过添加调节剂、催化剂在高效连续多段反应器内进行水解浸出反应,并通过精准调控反应温度和反应时间等工艺条件,实现活性组分催化强化分解以及可溶盐类的快速浸出,达到活性组分和可溶盐组分高效分离的目的。其中,二次铝灰分解释放的氨气经氨吸收系统制备成20%浓度的氨水产品;活性组分分解释放的氢气、甲烷等可燃气经集气系统收集作为二次燃料使用;可溶性盐类经过提纯及蒸发结晶制备成铝用精炼剂产品;二次铝灰处理后的惰性渣则经分离烘干制备成高铝料,氧化铝含量75%,可作为高品质铝土矿的替代产品制备成耐火材料、水处理剂用铝酸钙、冶金精炼剂等产品,实现铝灰的增值利用。

  ① 采用多段连续催化强化水解浸出工艺,促进铝灰中活性组分的深度解离和盐组分浸出,处置更彻底、更高效。

  ② 经处理得到的高铝料,氧化铝含量高、杂质含量较少,达到高品位铝矾土的使用上的要求,可作为中间产品用于制备耐火材料、净水剂、建材和冶金助剂等,实现了铝灰全量化资源利用。

  ③ 工艺简单,系统安全可靠,无二次污染,梯级全量化利用二次铝灰处理过程气、液、固组分,实现产品清洁增值和废物零排放。

  火法高效稳定化处理,实现二次铝灰中活性组分清洁转化成氧化铝;稳定化铝灰通过快速洗脱,实现盐组分高效分离,蒸发结晶制取结晶精炼盐,脱水滤饼烘干得到稳定化高铝料,其氧化铝含量75%,达到高品位铝矾土。

  ① 处理过程清洁高效、无可燃性及污染性其他排放、工艺流程简单可靠,得到的高铝料氧化铝含量75%,可溶性盐0.5%,氮化铝1%,浸出 pH 值9.0,可溶性氟化物10mg/L,满足《危险废物鉴定判别标准-浸出毒性鉴别》标准要求;二次铝灰精炼盐回收率95%。

  采用热解协同无害化处置技术(环保炒灰),目的是为铝灰通过全自动铝灰预处理系统后,分为铝和灰的分离,其中金属铝经熔铸生产成品铝锭(块)可以出售;分离出来的灰经过氧化铝预处理系统(配比、均化、培烧、900℃、10%氧化钙、)处理,生成氧化铝,后续净水剂生产线,生产出成品聚合氯化铝。

  二次铝灰通过添加调节剂、催化剂在高效连续多段反应器内进行水解浸出反应,并通过精准调控反应温度和反应时间等工艺条件,实现活性组分催化强化分解以及可溶盐类的快速浸出,达到活性组分和可溶盐组分高效分离的目的。其中,二次铝灰分解释放的氨气经氨吸收系统制备成20%浓度的氨水产品;活性组分分解释放的氢气、甲烷等可燃气经集气系统收集作为二次燃料使用;可溶性盐类经过提纯及蒸发结晶制备成铝用精炼剂产品;二次铝灰处理后的惰性渣则经分离烘干制备成高铝料,高铝料与碳酸钙在回转窑高温反应,生产铝酸钙。

  ② 工艺简单,系统安全可靠,无二次污染,梯级全量化利用二次铝灰处理过程气、液、固组分,实现产品清洁增值和废物零排放。

  铝灰、铝渣进入分选车间,经过三筛两磨工艺分选后,分选出的铝进入冶炼车间熔炼成铝锭入库。分选剩余物与石灰石粉按特殊的比例混合后预热进入回转窑煅烧成为精炼剂,精炼剂冷却破碎进入仓库保存。

  外购的铝灰、铝渣(属于危废)以吨袋包装的形式运送至厂区,卸料进入原料库储存。铝灰、铝渣进入分选车间,经过三筛两磨工艺分选后,分选出的铝进入冶炼车间熔炼成铝锭入库。分选剩余物与石灰石粉按特殊的比例混合后预热进入回转窑煅烧成为精炼剂,精炼剂冷却破碎进入仓库保存。

  该工艺处理的铝灰、炉渣经分选车间分选处理后的铝灰与石灰石粉进入均化库,混合后的物料中主要成分为Al2O3、Al、CaCO3等,混合物料进入回转窑,经高温煅烧后产生铝酸钙CaO·Al2O3(Ca(AlO2)2)。

  ① 采用铝灰生产精炼剂废物利用,变废为宝,利国利民,节省能源,用废铝灰和石灰石在回转窑里面煅烧而成,没污染,没有残渣,生产精炼剂是炼钢用产品,在国内领先技术。

  ② 精炼剂在炼钢炉的使用起到脱氧脱硫,造渣,提高钢的品质的作用,目前该产品已出口到,欧洲,日本,韩国,印度等国家,受到国外用户的好评。

  ③ 用废铝灰生产精炼剂减少了铝矾土的使用,节省了国家的矿产资源,解决了废铝灰污染的问题。

  ⑤ 铝提炼工艺不涉及任何化学过程,过程安全可控,精炼渣生产装置采用回转窑设备,生产的全部过程安全环保,符合国家相关产业指导政策。

  以年处理5万吨二次铝灰项目为例,概算总投资0.72亿元,项目整体规划设计处置能力5万吨/年,铝酸钙销售为1300元/吨,生产运行的成本为800元/吨,废铝14000元/吨,投产后正常年可实现营业收入20040万元,实现年均息税前总利润5650万元,项目投资收益率是50%以上。

  随着二次铝灰被列为危废,国内大部分产灰企业都处于观望状态,特别是国家在政策上没明确二次铝灰处置及资源化工艺,企业在投资方面都比较谨慎。但从真实的情况分析, 铝灰的产出却在持续不断的增加,给产灰企业压力慢慢的变大,探索一套成熟可靠的铝灰渣处理工艺流程解决二次铝灰现状是迫在眉睫的问题。

  铝灰渣处理工艺流程回转窑工艺生产炼钢用预熔型铝酸钙是大规模解决二次铝灰的可行工艺,在二次铝灰未被例入危废时,国内已有企业回收二次铝灰生产铝酸钙,并被钢厂作为精炼剂、化渣剂大量使用在炼钢工序。随着二次铝灰被例入危废,原先已有铝酸钙生产线的企业由于没资质,企业规模较小,生产设备较为落后,在申请资质和扩大生产方面有较多坏因。新上回转窑工艺现在面临能耗准入政策限制,对该工艺推广也有较大限制。但是,从实际方面出发,该工艺很好利用二次铝灰中主要成分,也解决了二次铝灰中氮化铝反应性问题,重金属进入转炉炼钢高温成渣玻璃化,且铝酸钙产品有行业标准,在钢厂使用较为普遍,是现阶段最为成熟可靠的二次铝灰资源化工艺路线。按转炉炼钢用量计算,全国炼钢可通过400万吨铝酸钙,对应可以资源化240万吨左右二次铝灰,解决约现有全国二次铝灰70%。因此,在二次铝灰应用和处置方面,快速推进回转窑工艺,并积极沟通钢厂,是现阶段处置二次铝灰最佳途径之一。