鋁灰的回收利用

    鋁灰是電解鋁或鑄造鋁生產工藝中產生的熔渣經冷卻加工后的產物,含有鋁及多種有價元素,是一種可再生資源.鋁灰主要由金屬鋁單質、氧化物和鹽溶劑的混合物組成,其中含鋁10%~30%、氧化鋁20%~40%.如果不加以回收利用,不僅浪費資源,而且污染環境.從鋁灰中回收鋁及其他有價元素,充分合理利用,對提高企業的經濟效益,保護生態環境具有重要的現實意義和實用價值.

    目前我國小型再生鋁廠普遍采用的方法是"炒灰回收法".其具體過程是將剛剛耙出的鋁灰放置在一個傾斜的鐵鍋中高處的一側,利用鋁灰自身的熱量,人工用鐵鍬進行翻炒,鎂等物質繼續氧化放熱使鋁灰的溫度升高.由于鋁熔體與鋁灰中其它物質的濕潤性不好,在翻炒的過程中鋁熔體逐漸地匯集到鐵鍋的底部,然后將其取出并鑄成鋁錠,作為回爐料使用.這種方法雖然比較原始,但操作簡單,對中小型企業而言不失為一種較好的方法;但因為是敞開式作業,產生大量的灰塵,尤其是加入氯化鋅等之后,會產生氯化鋁,在空氣中吸收水分,一部分形成HCl,產生大量的煙霧,對環境是有害的,故應該設立集煙罩、增加收塵設備和噴淋等設備,對產生的煙氣進行有效的環保處理.根據資料介紹,日本的一些再生鋁企業也采用炒灰的方法處理鋁灰,但配套了有效的環保設備.

    一種鋁回收率較高的回收方法叫等離子體速溶法.該方法是使用靠風流起作用的等離子噴嘴,在傾動爐內熔煉鋁浮渣.在空氣中適當拌入CO2、CH4或H2,由于物料被快速加熱至950°C,使鋁珠周圍的氧化皮破裂,鋁珠就流入爐底,并通過出料口流出.通過該方法鋁的總回收率可達90%.同時加入氧化鈣,生成熔融鋁的密度比鋁酸鈣密度低,在爐內形成界面分明的兩層,定期放出,可得金屬鋁和鋁酸鈣兩種產品.該法不僅鋁回收率高,而且不使用鹽熔劑,得到渣料鋁酸鈣可作為商品出售.

    鋁灰經過一次或多次回收鋁后,鋁含量已經很低,此時鋁灰中主要含有氧化鋁、鐵硅鎂氧化物、鉀鈉鈣鎂的氯化物等,仍可以進一步綜合利用.例如,可用來制備陶瓷清水磚.清水磚是一種優質的墻體砌筑與裝飾材料,是傳統墻體材料―粘土燒結磚的較好的替代品.有報道,以廢鋁灰為主要原料,添加一定量的粘土、石英和降低燒成溫度的添加劑,采用壓制成型法可制備高性能的陶瓷清水磚,氣孔率為30%~50%,抗折強度>20MPa,抗壓強度>60MPa.也可以利用來作路用材料,以鋁灰、石灰、統砂為主要原料,所獲產品可以滿足建設公路的規范設計要求.有報道,將鋁灰與硅石粉混合,在1350°C燒結,制成鋪設路面的材料,其硬度是普通路面材料的1.5倍,抗滑能力是普鋪路面材料的1.2倍.