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铝灰的回收利用

铝灰是电解铝或铸造铝生产工艺中产生的熔渣经冷却加工后的产物,含有铝及多种有价元素,是一种可再生资源。铝灰主要由金属铝单质、氧化物和盐溶剂的混合物组成,其中含铝10%~30%、氧化铝20%~40%。如果不加以回收利用,不仅浪费资源,而且污染环境。从铝灰中回收铝及其他有价元素,充分合理利用,对提高企业的经济效益,保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。


目前小型再生铝厂普遍采用的方法是“炒灰回收法”。其具体过程是将刚刚耙出的铝灰放置在一个倾斜的铁锅中高处的一侧,利用铝灰自身的热量,人工用铁锹进行翻炒,镁等物质继续氧化放热使铝灰的温度升高。由于铝熔体与铝灰中其它物质的湿润性不好,在翻炒的过程中铝熔体逐渐地汇集到铁锅的底部,然后将其取出并铸成铝锭,作为回炉料使用。这种方法虽然比较原始,但操作简单,对中小型企业而言不失为一种较好的方法;但因为是敞开式作业,产生大量的灰尘,尤其是加入氯化锌等之后,会产生氯化铝,在空气中吸收水分,一部分形成HCl,产生大量的烟雾,对环境是有害的,故应该设立集烟罩、增加收尘设备和喷淋等设备,对产生的烟气进行有效的环保处理。根据资料介绍,日本的一些再生铝企业也采用炒灰的方法处理铝灰,但配套了有效的环保设备。

 

一种铝回收率较高的回收方法叫等离子体速溶法。该方法是使用靠风流起作用的等离子喷嘴,在倾动炉内熔炼铝浮渣。在空气中适当拌入CO2、CH4或H2,由于物料被快速加热至950°C,使铝珠周围的氧化皮破裂,铝珠就流入炉底,并通过出料口流出。通过该方法铝的总回收率可达90%。同时加入氧化钙,生成熔融铝的密度比铝酸钙密度低,在炉内形成界面分明的两层,定期放出,可得金属铝和铝酸钙两种产品。该法不仅铝回收率高,而且不使用盐熔剂,得到渣料铝酸钙可作为商品出售。

 

铝灰经过一次或多次回收铝后,铝含量已经很低,此时铝灰中主要含有氧化铝、铁硅镁氧化物、钾钠钙镁的氯化物等,仍可以进一步综合利用。例如,可用来制备陶瓷清水砖。清水砖是一种优质的墙体砌筑与装饰材料,是传统墙体材料―粘土烧结砖的较好的替代品。有报道,以废铝灰为主要原料,添加一定量的粘土、石英和降低烧成温度的添加剂,采用压制成型法可制备高性能的陶瓷清水砖,气孔率为30%~50%,抗折强度>20MPa,抗压强度>60MPa。也可以利用来作路用材料,以铝灰、石灰、统砂为主要原料,所获产品可以满足建设公路的规范设计要求。有报道,将铝灰与硅石粉混合,在1350°C烧结,制成铺设路面的材料,其硬度是普通路面材料的1.5倍,抗滑能力是普铺路面材料的1.2倍。

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