二次铝灰无害化处理和资源化利用研究进展

二次铝灰是铝熔渣经提取金属铝后得到的固体废弃物,含有氮化铝以及盐类精炼剂,二次铝灰具有污染和资源的双重属性,长期堆存会对环境构成威胁,而夹杂其中的铝化合物可用于二次回收利用,缓解环境危机。目前,二次铝灰的回收利用方法主要包括湿法冶金和火法冶金,湿法冶金主要是将二次铝灰进行溶解,提取里面的铝元素制备氧化铝、聚合氯化铝等;火法冶金主要是在高温条件下煅烧,制备微晶玻璃、耐火材料等。本文总结了二次铝灰的危害,概述了二次铝灰的无害化处理和资源化利用的现状,以期提高二次铝灰的资源化利用效率,降低二次铝灰对环境的污染。

碱烧结法回收二次铝灰中氧化铝

二次铝灰中蕴含大量的氧化铝、铝和氮化铝等,还有部分氟化物和氯化物盐类,属于危险废弃物。目前常用的铝回收技术有酸浸法和碱浸法,均存在工艺条件苛刻、回收率低、能耗高、物耗大和产品附加值较低等问题。本研究采用碱烧结法从二次铝灰中回收氧化铝,考察烧结温度对氮化铝转化率的影响,碱铝比、烧结时间和成型方式对氧化铝回收率的影响,得到以下主要结论:在烧结温度1423 K、烧结时间40 min、碱铝比1.1、干压成型的试验条件下,氧化铝溶出率最大为94.23%;通过对二次铝灰铝酸钠熟料浸出渣成分以及物相进行分析,得到二次铝灰经过碱烧结法焙烧后熟料主要成分为Al_(2)O_(3)和Na_(2)O,分别占到49.70%和28.06%,熟料标准浸出后残渣主要成分为CaO、Al_(2)O_(3)和MgO,含量分别为25.46%、20.27%和15.80%;二次铝灰中AlN分解率较高,可达到95%以上,最终浸出渣中氟离子浸出毒性在30 mg/L以下。综上所述,本文采用碱烧结法资源化利用二次铝灰,实现了二次铝灰脱氮固氟的无害化处置,具有环境友好、资源利用率高的优势,为后续大规模工业化推广奠定了理论基础。

铝灰水解制氢过程动力学研究

研究设计了一套铝灰水解制氢装置,考察了反应温度、液固体积质量比、搅拌速度及铝灰粒径对铝灰水解制氢过程的影响,并探讨了铝灰水解制氢过程的动力学。结果表明:铝灰水解制氢的最佳工艺条件为反应温度85℃,液固体积质量比10 mL/1 g,搅拌速度130 r/min,铝灰粒径>80目;最佳条件下所得水解渣的主要物相为MgAl_(2)O_(4)、Al(OH)_(3)及Al_(2)O_(3);铝灰水解制氢过程受化学反应控制,化学表观活化能为67.01 kJ/mol,浸出过程符合Avrami-Erofeyev模型。该法可为铝灰水解制氢工艺过程的设计提供一定技术参考。

我国铝工业固危废资源化利用现状及发展趋势

系统梳理了我国铝工业大宗固危废赤泥、铝灰、电解槽大修渣、阳极炭渣的产排情况及对环境的危害,总结了当前各种固危废资源化利用的技术研发和工业化应用的现状,剖析了当前固危废资源化利用中存在的主要问题,指出了我国铝工业固危废安全治理及资源化利用技术的研究及发展趋势。

铝铌渣的性能及其热稳定性机制研究

为开发利用铝热还原法制备金属铌工艺中产生的一种有色冶金废渣——铝铌渣,采用ICP、XRD、SEM、TG-DTA等表征技术对铝铌渣的化学组成、物相组成、显微结构及性能进行研究,结果发现,铝铌渣中Nb及NbO的氧化,导致铝铌渣的体积热稳定性非常差。将铝铌渣经400~1500℃热处理后发现:高温预烧处理能有效解决铝铌渣体积热稳定性差的问题;经≥1400℃预烧处理后,铝铌渣的物相组成、体积变化率均达稳定状态,且耐火度大于1790℃,满足耐火材料对原料的基本要求,为其资源化利用奠定了良好的基础。

二次铝灰无害化处理与资源化利用研究进展

二次铝灰是铝工业生产过程中产生的固体有害废物,直接堆放或填埋会对环境造成巨大污染,且浪费其中的有价成分。为更好地实现二次铝灰无害化处理与资源化利用,在分析二次铝灰来源、组成与危害的基础上,系统综述了二次铝灰无害化处理技术与资源化利用的现状,总结了二次铝灰无害化与资源化过程中存在的主要问题,提出了未来二次铝灰无害化处理与资源化利用的研究发展方向。

焙烧法回收阳极炭渣中电解质试验研究

阳极炭渣是铝电解过程产出的危废,主要成分是冰晶石、亚冰晶石和碳,目前主要以堆存的方式暂存,不但污染环境,而且造成资源浪费。本文以甘肃某电解铝厂提供的阳极炭渣为原料,对其进行了表征分析,并在焙烧温度范围内热力学分析和TG-DSC分析的基础上,进行了单因素焙烧试验,得到以下主要结论:阳极炭渣中电解质含量较低区域,电解质附着在颗粒的表面和间隙,较高区域则包裹碳质材料;化学反应吉布斯自由能变分析表明,焙烧法回收阳极炭渣中电解质可行;单因素试验得到的较佳焙烧工艺为温度800℃、升温速率5℃/min、保温时间1.5 h,此条件下,阳极炭渣的失重率为24.3%,电解质碳脱除率为96.32%,回收率为90.63%;回收电解质中出现K_(2)NaAlF_(6)和LiF新相,Na、Al、F、Mg、Ca、K元素分布均匀且含量增加,电解质初晶温度为921.5℃,可满足铝电解工业应用要求。

铝电解大修渣高效处置技术研究

随着全国电解铝产业的迅速发展,铝电解大修渣的高效利用是产业持续健康发展的必要保障。本文提出了一种大修渣高效加压碱性工艺,通过实验确定最佳工艺条件为:NaOH浓度为100 g/L、反应温度100℃、液固比5∶1、反应时间1 h。在最佳实验条件下,大修渣中F、Na、Al的浸出率分别为79.57%、87.01%、19.61%,该工艺为电解铝行业大修渣绿色、高效处置提供了新的思路。

新能源汽车关键有色金属提取与回收技术发展分析

低碳节能化、轻量化与高速化成为汽车发展的主要趋势,新能源汽车成为当代汽车发展的主流。随着中国新能源汽车产业的爆发式增长,锂、镍、钴、铝等金属需求量激增,新能源金属的高效绿色生产、新能源汽车二次资源回收将会对中国有色行业绿色发展带来深远影响。本文针对锂资源高效绿色化提取技术,退役电池有价金属分离回收,铝合金汽车零部件除杂再生等关键技术进行介绍,分析未来新能源汽车产业发展对中国有色行业的影响。

铝工业危废铝灰的高效处置新技术

针对当前铝工业中危废铝灰处置所面临的能耗高、效率低等突出问题,通过工艺和技术创新,在热力学分析的基础上提出采用磨细、微波场、惰性大颗粒辅助强化等新型处置技术,分别以氯气、氯化硅、氯气-氯化硅为氯化剂,研发了5条铝灰高效氯化加工新工艺(以氯气为氯化剂的铝灰高效利用方法,以氯气为氯化剂的二次铝灰高值化利用方法,以氯气为氯化剂的铝灰高效制备氮化铝方法,以氯化硅为氯化剂的铝灰高效制备氟化铝方法,以氯气-氯化硅为氯化剂的铝灰制备氟化铝方法)。这5种工艺可有效提升了铝灰的资源利用率、处置效率,实现铝灰深度高值化利用(制备氮化铝、氟化铝),具有显著的经济效益和社会效益。

甘蓝型油菜耐铝毒胁迫种质资源的鉴定与筛选

[目的]铝是酸性土壤中抑制植物生长和生产力的关键元素。油菜作为世界三大油料作物之一,在我国主要种植于长江以南区域,该区域铝毒害较为严重,油菜易受铝毒侵害,尤其是根系生长受到严重抑制。铝毒害逐渐成为限制我国油菜生产的重要因素之一,因而对不同基因型油菜种质的铝毒胁迫耐受性进行评价,筛选出耐铝毒油菜种质,不仅可以减少和防止铝毒对油菜的危害,更具有重要社会效益、经济效益和生态效益。[方法]本研究改进了以往油菜种子萌发期铝毒胁迫抗性鉴定的方法,通过精准控制铝离子浓度,并结合根系扫描与分析系统,对210份甘蓝型油菜(Brassica napus L.)种质实现高效、快速、精准的鉴定萌发期铝毒胁迫抗性。[结果]铝毒胁迫显著抑制甘蓝型油菜幼苗根系生长,且不同基因型材料间的抑制效果存在较大差异。对铝毒胁迫下的油菜材料的总根长、总表面积和总根体积进行聚类分析,共将210份油菜品种分为耐铝型、铝敏感型和中间型3个等级,其中8个耐铝型品种,118个铝敏感型品种,剩下84个为中间型品种。[结论]耐铝型品种包括漕油2号、浙油17号、湖北白花油菜、黔油4号、盐油2号、WH-38、SWU75、Cubs root。本研究的开展为油菜耐铝毒胁迫能力的遗传改良提供了理论基础和种质资源。

利用铝灰制备镍镁铝三元水滑石

将铝灰制备成铝盐,作为其中的原料,采用共沉淀法制备了改性水滑石-镍镁铝三元水滑石。通过场扫描电镜、X射线衍射、傅里叶红外等对其进行了表征,结果显示,成功的合成了类水滑石。铝灰得到了资源再生化利用,同时也为固废物的资源化再利用提供了新方法和新思路。

铁掺杂铝基锂吸附剂的制备及其在地下卤水提锂应用研究

为了提高地下盐卤中锂资源利用率,文章采用共沉淀法制备了铁掺杂改性的锂—铝层状双氢氧化物(Li-Fe-Al LDH),并通过选择醋酸纤维素粘结剂和碳酸氢钠致孔剂对改性吸附剂粉末造粒,成功制备了高比表面积的Li-Fe-Al LDH颗粒(GLDH)。结构表征结果表明:所制备的吸附剂粉末具有高纯度LDH晶体结构,而在致孔剂作用下获得颗粒化的GLDH的比表面积为44.449 m^(2)/g,内部平均孔径归为介孔(~18.34 nm),这有助于Li^(+)在吸附剂颗粒内快速扩散。然后,采用地下卤水进行吸附工艺探究,研究结果表明:在相同固液比条件下,随着温度的升高,吸附容量逐渐增加;在相同温度下,随着固液比的增加,吸附容量也逐渐增加,且在提锂过程中吸附动力学更符合伪二级动力学模型,表明卤水中Li^(+)在LDH中吸附遵循化学吸附过程。

磷化工含氟废水的回收利用

氟化物是磷化工的主要污染物之一。在磷肥生产过程中排放了大量的含磷和含氟污染物。由于它们具有很大的危害性,因此其回收利用越来越受到人们的关注。作者对磷化工行业产生的含氟废水进行了处理,制备出了高品质的氟化铝,同时使废水中氟含量达到排放要求。在最佳工艺条件下,用1 L废液可以制得1.72 g氟化铝,废液中氟的回收率达到93%。

从铝电解质中回收锂资源的工艺研究进展

高效回收并循环利用废弃铝电解质中的锂和铝资源是目前涉锂行业以及铝工业中的重要课题。根据目前实际应用情况,铝电解质提锂工艺可以分为三个阶段,分别是预处理阶段、浸取阶段和沉锂阶段,各个阶段中都有不同的工艺方法,尤其是预处理阶段和浸取阶段。从现有的铝电解质提锂工艺进行介绍,综述了不同方案的工艺流程、工艺原理以及优缺点,为锂资源回收行业和铝资源综合利用行业提供参考。

氧化铝磨料废水处理及资源回收工艺研究

氧化铝磨料在生产过程中产生的总悬浮颗粒物浓度达到5,000 mg/L~10,000 mg/L的废水。悬浮物体颗粒物的来源主要来自生产原料。本项目对氧化铝磨料生产废水的水质进行了分析,根据水质确定了混凝沉淀作为主要水处理工艺。通过三种常见混凝剂单独使用或联合使用,确定了处理该氧化铝磨料废水的混凝沉淀工艺,筛选了多种药剂配方,并对药剂成本进行了确定。本研究建议氧化铝磨料生产企业在选择混凝沉淀药剂配方时,除根据药剂成本进行比选,还应考虑将混凝沉淀产生的污泥用于生产回用,并确定混凝剂的配方是否引入杂质,是否对企业生产产品的品质产生负面影响,以达到绿色生产、资源回收、降低生产成本的目的。

铝灰资源化利用技术及其工艺优化研究

在铝电解加工过程中会产生有害的固体废弃物,这种废弃物被称为铝灰。2020年,铝灰被列入危险废物名录。据统计,我国每年生产的铝灰高达350余万吨,绝大多数铝灰采用了填埋处理的方式,对环境形成了较大风险。在绿色低碳理念下,推动铝灰资源化利用已成为必然趋势。本文介绍了一次、二次铝灰资源化利用技术,其中一次铝灰主要用于回收金属铝,二次铝灰用于制备耐火材料和建筑材料。另外还对铝灰的无害化处理技术进行了探讨,包括氮化铝脱除以及氟、氯盐脱除技术。

浅谈化工企业水资源的有效综合利用

随着国家对能耗指标及环境保护的日益严格管控,作为传统的无机氟化盐化工企业,降低能耗、水资源的有效利用及污水的零排放已成为化工生产的主旋律,亟待解决。根据生产实践,以无水氢氟酸(年产6万t)、无水氟化铝(年产8万t)、高纯氟化锂(年产9000t)生产为主线总结分析了传统氟化盐生产过程中水资源的现状及实现水资源有效综合利用降低能耗及逐步实现零排放的相关应对措施。

铝电解废渣资源化回收及无害化处理技术研究现状与展望

铝在工业生产中占有重要地位,但电解铝过程中产生的炭渣、铝灰、大修渣等物质的堆存和填埋造成了资源浪费和环境污染,因此对其进行资源化回收和无害化处理具有极其重要的意义。从铝电解废渣的特性出发,分析了其来源、成分及危害性,梳理了浮选法、化学法、湿法、火法在资源回收以及火法、真空热还原—石灰固化法在无害化处理方面的研究现状,指出了目前各技术存在的主要问题并对未来的发展方向提出了建议,旨在为铝电解废渣的资源化回收及无害化处理技术提供新思路,促进电解铝行业的绿色可持续发展。

利用铝灰和微硅粉制备4A分子筛的研究

铝灰和微硅粉分别是铸造铝和硅铁合金冶炼过程中产生的固体废弃物,含有丰富的氧化铝和氧化硅,为了符合国家环保要求以及资源再生化利用,通过从铝灰和微硅粉中提取氧化铝、氧化硅,并以此为原料制备4A分子筛。通过水热法探究最佳工艺条件,制备出了符合国家行业标准的4A分子筛,并对其分别进行了XRD、FTIR、SEM及BET表征,测定了钙离子交换能力。结果表明:在硅铝比(n(SiO_(2))/n(Al_(2)O_(3)))2.0、碱度(n(Na2O)/n(Al_(2)O_(3)))2.5、晶化温度100℃、晶化时间10 h的条件下制备的4A分子筛具有清晰的、均匀的立方晶型结构及良好的钙离子交换能力(362 mg CaCO_(3)/g),可用作洗涤助剂,为固体废弃物的资源化利用提供了新思路。