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鋁灰分一次鋁灰和二次鋁灰。一次鋁灰是電解氧化鋁生產原鋁過程中產生一種不熔于鋁液的浮渣,顏色通常為白色,故又稱白灰。一次鋁灰中金屬鋁含量15%-85%。此外,還含有氟化鹽、氧化鋁和氮化鋁等物質。二次鋁灰為一次鋁灰提取金屬鋁后的廢棄物或鋁精煉過程產生的含鋁廢渣,顏色呈黑色,又稱黑灰。主要成分為氧化鋁、氮化鋁,并含有少量的金屬鋁、鹽類等。通常含氧化鋁在60%上下,同時含有氟化鹽、氯化物和其它重金屬氧化物等有毒有害物質。
對鋁灰的無害化處置,首要的是脫除或分解其中所含氮化鋁,其反應性,從根本上解決鋁灰潮解所釋放氨氣對大氣環境的影響。然后脫除其中的氟化物,對土壤、水體的污染。
公知的鋁灰脫氮技術是通過對鋁灰渣進行水浸,使其中的氮化鋁與水發生水解反應生成氫氧化鋁和氨氣,氨氣逸出后用水為吸收劑進行吸收制得氨水。
該工藝雖然可以使鋁灰中的氮化鋁得到一定程度的分解,但反應生成的氫氧化鋁膠體會對氮化鋁微粒形成包裹,阻止或減緩水與氮化鋁之間水解反應的進行,使除氮效果受到限制。由實驗研究結果可知,簡單的水解脫氮工藝脫氮率僅為30-40%,脫氮不徹底。同時,由于氨水具有易揮發性,因此在采用水吸收工藝處理所逸出的氨氣時,所排放的尾氣中仍含有一定的氨,難以達標排放,會對大氣環境造成二次污染。
有研究者提出了鋁灰中氮化鋁的深度水解方法,該法系在加溫條件下將鋁灰與水混合并在一定條件下進行水解反應。高溫有利于加快反應速率,提高氮化鋁水解率,對水解過程所產生的氨氣進行吸收,可以收得氨水或銨鹽。但存在的問題是所提出的工藝仍然無法解決氫氧化鋁膠體對氮化鋁微粒的包裹問題,無法從根本上使氮化鋁水解率獲得突破。同時,水解反應需在高溫條件下進行,能耗較高,而且缺少對水解液中氟、氯元素進行分離提取的可靠方法,所產生的廢水仍會對環境造成二次污染。
目前,還有人提出了采用研發的鋁灰處理機對鋁灰進行無害化處置的說法,但縱觀其工藝過程,仍然歸屬于水解脫氮工藝范疇,其氮化鋁水解率仍然處在較低水平,無法解決鋁灰所存在的反應性和化學毒性問題。鋁灰的無害化處置是一個化學過程,需要多種設備組合,不是依靠單臺設備所能解決問題的。
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