摘要:铝灰是电解铝过程中产生的工业副产品,对环境有危害,但又是一种可再生资源。因此,对铝灰的回收和综合利用,具有一定的社会效益和经济效益。简述了铝灰的产生、分类以及组成。详细介绍了国内外铝灰中氧化铝的回收现状,以及铝灰综合回收利用的现状,展望了铝灰的回收新工艺和应用前景。
关键词:铝灰;氧化铝;回收工艺;综合利用;展望
2011年探明全球铝土矿储量为270亿t,中国铝土矿仅占全球铝土矿储量的2.3%,且中国的铝土矿多为一水型,具有高铝,高硅,高铁等特点。90%以上的铝土矿集中分布在广西,河南,山西,贵州等4省[1]。2014年全球铝土矿消耗量为2.82亿t,中国铝土矿消耗量为1.23亿t,约占43.6%。2014年全球铝的总产量为5374万t,其中中国的产量占全球的52.33%,无疑已成为世界上最大的铝生产国家[2-4]。近年来,随经济发展,铝的产量逐年增加,由于国内铝土矿资源并不丰富,铝土矿的进口量也在逐年增加。保守估计,中国每年将产生250万t铝灰,还有逐年的堆积,这将是不可小视的一些铝资源。和一些发达国家相比较,我国铝灰的回收利用率较低[5-6]。并且铝灰对环境有危害,如将这些铝灰最大限度的资源化,不仅能够节约铝土矿,同时能够保护环境,因此对铝灰的回收和综合利用,具有一定的经济效益和社会效益。
1 铝灰的概况
1.1 铝灰的产生
在铝电解工业及消费应用过程中,几乎所有的工序都会产生一定量的铝灰,其中铝的含量在10%-80%不等,可归纳为以下两部分[7-10]。[作者简介:欧玉静(1968-),女,硕士生导师,副教授,主要研究方向:有色金属资源回收及纳米材料制备。E-mial:ouyujing@sina.com]
(1)在电解氧化铝的工艺生产过程中,常常由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭及电解槽大修时产生。一般情况下,生产1t铝要产生大约3050kg的铝渣。
(2)大部分是在使用过程中,从铸锭,多次重熔,制作合金,铝件浇铸,到锻造,挤压,轧制,切削,加工再到废铝回收,1t铝加工应用的全过程将产生180290kg的铝灰。
1.2 铝灰的分类与组成
铝灰由于产生的工序不同使得所含成分及含量也不一样,主要由铝单质,金属氧化物和盐溶剂的混合物组合而成,其中部分金属铝单质存在于氧化铝和氮化铝的包覆下[11]。铝灰主要产生于一次及二次铝工业中。
(1)在电解及铸造的过程中,为防止熔融金属铝的氧化,常常会加入一些氟化盐来保护。此过程将产生大量铝灰,含有80%以上的金属铝,通常称为一次铝灰或白灰。
(2)二次铝工业主要是从铝灰,废弃铝制品,边角料,加工过程产生的废屑及废渣中回收铝,经此工序处理后的铝灰中仍存在大量的氧化铝。
作者:欧玉静