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鋁灰、碳渣、大修渣的處置及再利用方案

文檔作者：梁文強(qiáng) 文檔來源：酒鋼集團(tuán)甘肅潤源環(huán)境資源科技有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年05月13日
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上一篇：某金礦含砷鉛堿性工業(yè)廢水的處理試驗(yàn)研究

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第３９ 卷第４ 期
２０１７ 年８ 月
甘　肅　冶　金
ＧＡＮＳＵ?。停牛裕粒蹋蹋眨遥牵?
Ｖｏｌ．３９ Ｎｏ．４
Ａｕｇ．，２０１７
文章編號：１６７２-４４６１（２０１７）０４-００８６-０４
鋁灰、碳渣、大修渣的處置及再利用方案
梁文強(qiáng)
（酒鋼集團(tuán)甘肅潤源環(huán)境資源科技有限公司，甘肅　嘉峪關(guān)?。罚常担保埃埃?
摘　要：酒鋼集團(tuán)東興鋁業(yè)公司每年在電解鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的鋁灰、碳渣、大修渣等危險(xiǎn)固廢如不及時(shí)處理會(huì)嚴(yán)
重污染生態(tài)環(huán)境。方案是將電解鋁產(chǎn)生的危險(xiǎn)固廢進(jìn)行分揀、破碎后，利用浮選、化學(xué)反應(yīng)等方法，將能夠資源化
利用的危險(xiǎn)固廢再次資源利用，不能資源化利用的危險(xiǎn)固廢進(jìn)行無害化處理，以消除對生態(tài)環(huán)境的污染。實(shí)施后
具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：鋁灰； 碳渣； 大修渣； 浮選；化學(xué)反應(yīng)
中圖分類號：Ｘ７５　　　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ
Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅ-ｕｓｅ ｏｆ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｓｈ，
Ｃａｒｂｏｎ Ｓｌａｇ ａｎｄ Ｏｖｅｒｈａｕｌ Ｗａｓｔｅ
ＬＩＡＮＧ Ｗｅｎ-ｑｉａｎｇ
（Ｇａｎｓｕ Ｒｕｎｙｕａｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ．， Ｊｉａｙｕｇｕａｎ ７３５１００， Ｃｈｉｎａ ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｓｈ， ｃａｒｂｏｎ ｓｌａｇ， ｏｖｅｒｈａｕｌ ｗａｓｔｅ ａｎｄ ｄａｎｇｅｒｏｕｓ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｂｒｏｕｇｈｔ
ｅａｃｈ ｙｅａｒ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｆｒｏｍ Ｄｏｎｇｘｉｎｇ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙ ｏｆ ＪＩＳＣＯ Ｇｒｏｕｐ． Ｔｈａｔ
ｓｈｏｕｌｄ ｌｅａｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅｒｉｏｕｓ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｆ ｎｏｔ ｈａｎｄｌｅｄ ｉｎ ｔｉｍｅ． Ｔｈｉｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｆｒｏｍ
ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｓｏｒｔｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｃｒｕｓｈｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｈａｚａｒｄｏｕｓ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅ ｗｉｌｌ ｂｅ ａｂｌｅ ｔｏ ｒｅｃｙｃｌｅ
ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ， ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｔｈｅ ｕｎｕｓｅｆｕｌ ｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ
ｗｉｔｈ ｉｎｎｏｃｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ． Ｔｈｅ ｃｅｒｔａｉｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ａｎｄ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ
ｓｏｃｉａｌ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｓｈａｌｌ ｂｅ ｇａｉｎｅｄ ａｆｔｅｒ ｔｈｉｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｓｈ；ｃａｒｂｏｎ ｓｌａｇ；ｓｌａｇ ａｆｔｅｒ ｏｖｅｒｈａｕｌ；ｆｌｏｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ
１　現(xiàn)狀與背景
酒鋼集團(tuán)公司的全資子公司東興鋁業(yè)公司每年
在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生鋁灰約為３ ２００ ｔ、電解槽大修渣
約２ 萬ｔ、陽極碳渣約７ ３００ ｔ。
鋁灰、電解槽大修渣等電解鋁固體廢棄物的危
害主要在于含有可溶性的氟化物和氰化物，遇水
（如雨水、地面水、地下水）時(shí)，所含氟化物和氰化物
將溶于水，使氟離子和氰離子混入江河、滲入地下污
染土壤和水源，對周圍生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，其
污染影響是長期的，對生態(tài)環(huán)境危害很大。主要表
現(xiàn)在：ＨＣＮ 有劇毒，少量就能致人中毒并在幾秒鐘
內(nèi)死亡（ＨＣＮ 致死量為０．０５ ｇ），由皮膚擦傷處進(jìn)入
血液或通過呼吸道吸入ＨＣＮ 也可中毒；對動(dòng)植物生
長有較大危害，使動(dòng)物骨骼／ 植物組織變黑、壞死；影
響農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，使農(nóng)作物減產(chǎn)；由于含有較高水平
的可溶氟化物和氰化物，隨雨水污染地下水和地表
水；在潮濕的條件下，釋放出有害的氣體，污染大氣。
以前鋁廠普遍采用的填埋、堆存方法處理這些
固體廢棄物，所含的可溶性氟化物及氰化物會(huì)通過
風(fēng)吹、日曬、雨淋的作用轉(zhuǎn)移或揮發(fā)進(jìn)入大氣，或隨
雨水混入江河、滲入地下污染土壤和地下水，對動(dòng)植
物及人體產(chǎn)生很大損害，破壞生態(tài)環(huán)境，影響農(nóng)業(yè)生
態(tài)平衡，使農(nóng)作物減產(chǎn)，如不及時(shí)進(jìn)行無害化處理，
嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，并且填埋處理占用大量土地，造
成土地資源得大量浪費(fèi)。
東興鋁業(yè)公司產(chǎn)生的鋁灰、電解槽大修渣在甘
肅省環(huán)保廳下發(fā)的《東鋁環(huán)評批復(fù)報(bào)告》中分別明
確定義為ＨＷ４８ 和ＨＷ３２ 危險(xiǎn)廢物，要處置必須符
合國家及環(huán)保部頒布的相關(guān)法律、法規(guī)。產(chǎn)生的鋁
萬方數(shù)據(jù)
灰、陽極碳渣、大修渣等危險(xiǎn)廢物，既不能滿足相關(guān)
法律法規(guī)的要求，又會(huì)對環(huán)境造成了極大的污染。
集團(tuán)公司面臨的環(huán)保壓力非常大，對其按照環(huán)保要
求進(jìn)行處置勢在必行，且時(shí)間緊迫。
根據(jù)環(huán)保法相關(guān)規(guī)定，處置危險(xiǎn)廢物必須持有
危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可證。申請辦理危險(xiǎn)廢物經(jīng)營許可
證必須建設(shè)相關(guān)的處置設(shè)備設(shè)施，并通過環(huán)保驗(yàn)收
后才具備辦理?xiàng)l件。
鋁灰、碳渣、電解槽大修渣的處置屬于環(huán)保范
疇。鋁灰、碳渣、大修渣陰極鋼棒的處置能夠帶來一
定的經(jīng)濟(jì)效益；大修渣廢耐火材料和廢陰極炭塊的
處置目前還沒有經(jīng)濟(jì)效益，只有顯著的社會(huì)效益。
經(jīng)過考察和分析研究，對電解槽大修渣擬采取的處
置方式，不論是在危廢處置的投資還是危廢處置的
成本遠(yuǎn)低于無害化填埋的處置方式。
２　處置的必要性分析
　?、鸥鶕?jù)環(huán)保法的相關(guān)規(guī)定，東鋁公司產(chǎn)生的危
險(xiǎn)廢物存在嚴(yán)重的環(huán)境污染隱患。如不及時(shí)處置，
將對集團(tuán)公司及東鋁公司產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)
和法律后果。
⑵處置東興鋁業(yè)公司產(chǎn)生的危險(xiǎn)固廢，屬于環(huán)
保投資領(lǐng)域。主要工藝是基于專利技術(shù)，通過一系
列的化學(xué)反應(yīng)將廢渣中的氰化物、氟化物等有害物
轉(zhuǎn)化為無毒的生成物，從而達(dá)到無害化處理及資源
化利用的目的。
⑶符合國家環(huán)保法律法規(guī)的要求，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)
濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的需要。鋁灰、電解槽大修渣危險(xiǎn)廢
物的開發(fā)循環(huán)利用，是建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好
型”社會(huì)的迫切需要，國家非常重視，已制定出臺(tái)了
一些相關(guān)政策和措施，引導(dǎo)和刺激企業(yè)進(jìn)行“資源
化、減量化、無害化”利用，最終實(shí)現(xiàn)“零”排放。因
此，隨著國家對企業(yè)危險(xiǎn)固廢處置利用等相關(guān)責(zé)任
的強(qiáng)化，開展鋁灰、碳渣、電解槽大修渣利用業(yè)務(wù)是
酒鋼集團(tuán)履行社會(huì)責(zé)任，樹立負(fù)責(zé)任企業(yè)形象的重
要體現(xiàn)，也是酒鋼集團(tuán)建立和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、落實(shí)可
持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的主要舉措之一。
⑷東興鋁業(yè)公司每年產(chǎn)生鋁灰約３ ２００ ｔ、電解
槽大修渣２０ ０００ ｔ、碳渣７ ３００ ｔ，這些危險(xiǎn)固廢不僅
帶來了極大的環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn)、不符合國家相關(guān)法律
法規(guī)的要求，也是對資源的一種浪費(fèi)，因此從法律角
度考慮，綜合經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)責(zé)任和環(huán)境保護(hù)等諸因
素，對其進(jìn)行處置及利用勢在必行。
⑸提高廢棄物利用率和利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)效益最
大化。隨著東興鋁業(yè)公司的生產(chǎn)，危險(xiǎn)固廢排放量
也逐步擴(kuò)大，大量危險(xiǎn)固廢棄置堆積，占用土地、污
染環(huán)境。因此，對危險(xiǎn)固廢的資源利用有利于減少
環(huán)境污染、減少占有土地，對保護(hù)環(huán)境具有重要作
用。同時(shí)，將大量的危險(xiǎn)固廢循環(huán)利用，“變廢為
寶”，也是對資源的節(jié)約，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，環(huán)
境效益尤其顯著。
３　技術(shù)條件分析及結(jié)論
經(jīng)過對鋁灰、碳渣、電解槽大修渣等危險(xiǎn)固廢處
理工藝的詳細(xì)研究，對其他地區(qū)處置設(shè)施的實(shí)地考
察，查閱了大量有關(guān)處置危廢的法律法規(guī)，并就相關(guān)
法律法規(guī)問題咨詢了市環(huán)保局、集團(tuán)公司環(huán)保辦等
專業(yè)人員，確定了一套符合實(shí)際的工藝流程。
４　處理工藝的主要內(nèi)容和方案
４．１　鋁灰生產(chǎn)聚合氯化鋁
鋁灰中含有１０％ ～２０％的金屬鋁，為實(shí)現(xiàn)鋁灰
效益最大化，先將鋁灰中金屬鋁盡量提取出來作為
重溶鋁錠的生產(chǎn)原料。鋁灰生產(chǎn)聚合氯化鋁主要分
為兩個(gè)流程，即鋁灰提取金屬鋁工藝流程和液體聚
合氯化鋁工藝流程。
４．１．１　鋁灰提取金屬鋁流程
鋁灰經(jīng)斗式提升機(jī)提至儲(chǔ)料倉，再經(jīng)螺旋輸送
機(jī)輸送到兩層篩分設(shè)備篩分，篩分后的篩上物（金
屬鋁）由輸送機(jī)輸送到金屬鋁臨時(shí)堆放區(qū)。篩下物
（粗鋁灰）進(jìn)入球磨機(jī)研磨，用細(xì)篩控制粒度，篩下
物（－１００ 目以下）為鋁灰，篩上物（＋１００ 目以上）與
鋁灰篩分經(jīng)兩層篩分設(shè)備的篩上物合并，由輸送設(shè)
備輸送進(jìn)球磨機(jī)研磨，用細(xì)篩控制粒度，篩上物為金
屬鋁，篩下物為鋁灰，與前面鋁灰合并。詳見圖１ 金
屬鋁提純生產(chǎn)流程。
圖１　提取金屬鋁生產(chǎn)流程
４．１．２　液體聚合氯化鋁工藝流程
⑴反應(yīng)原理。
聚合氯化鋁晶體是一種高效無機(jī)水處理劑，其
第４ 期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 梁文強(qiáng)：鋁灰、碳渣、大修渣的處置及再利用方案　 　 　 ８７
萬方數(shù)據(jù)
化學(xué)式為［Ａｌ２（ＯＨ）ｎＣｌ６－ｎ·ＸＨ２ Ｏ］ｍ，它的制備原理
是調(diào)節(jié)ＡｌＣｌ３溶液的ｐＨ 值，通過促進(jìn)其水解而結(jié)晶
析出。
生產(chǎn)反應(yīng)可分為溶出、水解、聚合三個(gè)過程，化
學(xué)方程式如下。
溶出反應(yīng)：
９Ｈ２Ｏ ＋ Ａｌ２Ｏ３ ＋ ６ＨＣｌ 　　→２［Ａｌ（ＯＨ２）６］Ｃｌ３
１２Ｈ２Ｏ ＋ ２ＡＬ ＋ ６ＨＣｌ 　　→２［Ａｌ（ＯＨ２ ）６ ］Ｃｌ３ ＋
３Ｈ２
隨著鋁的溶出，ｐＨ 值逐步升高，促使配位水發(fā)
生水解。
水解反應(yīng)：
［Ａｌ（ＯＨ２ ）６ ］ Ｃｌ３
●?　 ★　 ［Ａｌ（ＯＨ２ ）５ （ＯＨ）］ Ｃｌ２ ＋
ＨＣｌ
［Ａｌ（ＯＨ２）５（ＯＨ）］Ｃｌ２
●?　 ★　 ［Ａｌ（ＯＨ２ ）４（ＯＨ）２ ］
Ｃｌ ＋ ＨＣｌ
水解產(chǎn)生的鹽酸又促使鋁的溶出反應(yīng)繼續(xù)。當(dāng)
ｐＨ 繼續(xù)升高后，在相鄰兩個(gè)ＯＨ 間發(fā)生架橋聚合。
聚合反應(yīng)：
２ ［ Ａｌ （ ＯＨ２ ）５ （ ＯＨ）］ Ｃｌ２
●?　 ★　 ［ Ａｌ２ （ ＯＨ２ ）８
（ＯＨ）２］Ｃｌ４ ＋ ２Ｈ２Ｏ
２ ［ Ａｌ （ ＯＨ２ ）４ （ ＯＨ）２ ］ Ｃｌ２
●?　 ★　 ［ Ａｌ２ （ ＯＨ２ ）６
（ＯＨ）４］Ｃｌ２ ＋ ２Ｈ２Ｏ
⑵主要工藝流程。
將定量的水或者洗渣水打入反應(yīng)池中，將鹽酸
儲(chǔ)罐中的鹽酸用計(jì)量泵打入反應(yīng)池中調(diào)節(jié)鹽酸濃
度，用蒸汽將配好的鹽酸加熱升溫到適宜的溫度；用
氮?dú)鈱⒎磻?yīng)池中的空氣置換掉，將一定量的鋁灰通
過輸送帶加入到置換倉中，關(guān)閉倉口，用氮?dú)鈱⒀鯕?
置換掉，鋁灰以一定的速度，通過喂料機(jī)加入到反應(yīng)
池中，不斷攪拌并加水，控制反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度。
反應(yīng)放出的尾氣含有氯化氫、氫氣、水蒸汽，尾氣經(jīng)
引風(fēng)機(jī)引至尾氣吸收系統(tǒng)吸收生成稀鹽酸回用，余
下的含氫尾氣可高空排放。反應(yīng)結(jié)束后加水稀釋物
料，調(diào)節(jié)ｐＨ 值，加入絮凝劑攪拌混勻，物料打入熟
化池進(jìn)行熟化，控制熟化溫度和熟化時(shí)間，得到產(chǎn)品
聚合氯化鋁。熟化池底部的含灰渣較高的物料，經(jīng)
壓濾機(jī)壓泥將灰渣與物料分離，灰渣進(jìn)灰渣池用水
浸泡、清洗，洗渣水回用，廢渣水洗后作為固廢填埋。
具體工藝流程見圖２。
圖２　聚合氯化鋁生產(chǎn)流程簡圖
４．２　陽極碳渣資源化利用
將碳渣打碎，用顎式破碎機(jī)對輥破碎機(jī)機(jī)破碎，
經(jīng)料倉、給料機(jī)到球磨機(jī)研磨到浮選最適宜粒度。
進(jìn)入旋篩后篩分出鋁顆粒后進(jìn)入攪拌桶。加浮選劑
到攪拌桶，內(nèi)有浮選藥劑，磨好的碳渣與藥劑在攪拌
筒內(nèi)充分?jǐn)嚢?。將加浮選劑的礦漿，進(jìn)入浮選分離
器或槽中，根據(jù)起泡情況可補(bǔ)加浮選劑和水，控制礦
漿濃度和礦漿體系ｐＨ，控制在浮選分離器或槽中的
單次浮選時(shí)間，經(jīng)多次浮選分離，得到電解質(zhì)漿料和
碳素漿料。在浮選分離完后脫水前加強(qiáng)磁桶濕除
鐵。含電解質(zhì)漿料經(jīng)過濾機(jī)過濾烘干后進(jìn)提升機(jī)，
由提升機(jī)提至料倉中轉(zhuǎn)。為了得到理化指標(biāo)更好的
產(chǎn)品，在中轉(zhuǎn)料倉后包裝前用超高強(qiáng)磁選機(jī)去除氧
化鐵和其它含有鐵元素的物料。含碳尾礦漿經(jīng)攪拌
桶輸送到壓濾機(jī)壓濾后得到含水約２０％左右的濕
碳粉，該碳粉經(jīng)干燥后可作為烘干機(jī)燃料使用。具
體流程見圖３。
圖３　陽極碳渣資源化處理流程圖
４．３　大修渣陰極鋼棒再利用
大修渣進(jìn)行破碎分揀，分揀出的鋼棒在浸泡池
無害化處理后作為廢鋼銷售給集團(tuán)公司內(nèi)部單位使
用，大修渣破碎分揀工藝見圖４。
圖４　大修渣破碎分揀流程圖
８８ 　 　 　 　 　 　 　 　 　 甘　 肅　 冶　 金　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第３９ 卷
萬方數(shù)據(jù)
　　大修渣中鋼棒主要的有害物質(zhì)為氰化物和氟化
物，處理方法是向浸泡池中加入次氯酸鈣（ Ｃａ
（ＣｌＯ）２）、生石灰（Ｃａ（ＯＨ）２）和酸等化學(xué)物質(zhì)，主要
流程為將鋼棒放入浸泡池并向池中加入次氯酸鈣，
反應(yīng)一段時(shí)間后，測量氰含量，合格后，向溶液中添
加調(diào)制好的酸，降低溶液的ｐＨ 值，反應(yīng)一段時(shí)間后
向溶液中加入氫氧化鈣使溶液中的氟離子生產(chǎn)沉淀
而除去，合格后將鋼棒撈出，沖洗晾干即為產(chǎn)品。主
要反應(yīng)原理為：
次氯酸鈣除氰化物：
次氯酸鈣（Ｃａ（ＣｌＯ）２）的氯酸根有氧化作用，會(huì)
氧化氰根離子（ＣＮ－ ） 為無毒的鹽類物質(zhì)，反應(yīng)式
如下：
５ＣｌＯ－ ＋２ＣＮ－ ＋２ＯＨ－ ＝２ＣＯ３
２－ ＋Ｎ２↑＋５Ｃｌ－ ＋Ｈ２Ｏ
用鹽酸中和ｐＨ：
因?yàn)槿芤旱模穑?值很高，呈強(qiáng)堿性，為降低ｐＨ
值，使堿性減弱可加入鹽酸中和堿，控制ｐＨ 值為７
左右，酸堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是：
ＯＨ－ ＋Ｈ＋ ＝Ｈ２Ｏ
ＣＯ３
２－ ＋２Ｈ＋ ＝ＣＯ２↑＋Ｈ２Ｏ
氫氧化鈣與反應(yīng)：
氫氧化鈣中的鈣離子要求不低于９２％，使鈣離
子與氟離子反應(yīng)生成對人體無害的氟化鈣沉淀，反
應(yīng)如下：
Ｃａ２ ＋ ＋２Ｆ－ ＝ＣａＦ２↓
４．４　大修渣廢槽襯無害化處理
４．４．１　廢槽襯無害化工藝流程
將大修渣廢槽襯分揀后，各自單獨(dú)處理廢陰極
材料和廢耐火保溫材料。對廢槽內(nèi)襯中的防滲料、
耐火保溫材料通過破磨、反應(yīng)靜置、壓濾等工藝進(jìn)行
無害化處理，對廢槽內(nèi)襯中的廢陰極及廢陰極糊通
過破碎、磨粉后亦進(jìn)入處理工藝流程。工藝流程見
圖５。
４．４．２　廢槽襯無害化反應(yīng)機(jī)理
處理廢槽襯工藝過程對廢槽襯中的防滲材料、
保溫材料和廢陰極材料都要進(jìn)行無害化處理，在處
理過程中加入固化劑和添加劑，使防滲料和電解槽
底部保溫材料中所含ＮａＦ 轉(zhuǎn)化為不溶氟化鹽。達(dá)
到將廢保溫材料里面的氟離子固化的目的。
廢槽襯中的氰化物則是通過氧化劑及添加劑的
氧化作用脫除的，這也是加入氧化劑的目的所在。
氧化劑具有強(qiáng)烈氧化作用氧化分解氰化物，在反應(yīng)
中，氰酸根中的碳與氮之間結(jié)合鍵徹底破壞，此反應(yīng)
ｐＨ 值應(yīng)控制在某個(gè)范圍內(nèi)，反應(yīng)速度很快。
相關(guān)的反應(yīng)方程式如下：
Ｃａ２＋ ＋２Ｆ－→ＣａＦ２
圖５　廢槽襯無害化處理工藝流程圖
ＣＮ－ ＋ＣｌＯ－ ＋Ｈ２Ｏ＝ＣＮＣｌ＋２ＯＨＣＮＣｌ＋
２ＯＨ－ ＝ＣＮＯ－ ＋Ｃｌ－ ＋Ｈ２Ｏ
２ＣＮＯ＋３ＣｌＯ－ ＝ＣＯ２ ＋Ｎ２ ＋ＣＯ３
２－ ＋３Ｃｌ－
ＯＨ－ ＋Ｈ＋ ＝Ｈ２Ｏ
５　社會(huì)效益
鋁灰、碳渣、電解槽大修渣的無害化處理和資源
化利用，可以減少和防范危險(xiǎn)廢物對環(huán)境污染的風(fēng)
險(xiǎn)，符合國家環(huán)保法律法規(guī)的要求，并且對于酒鋼集
團(tuán)建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)，落實(shí)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的
意義。同時(shí)，隨著國家鋼鐵企業(yè)危險(xiǎn)固廢處置利用
等相關(guān)責(zé)任的強(qiáng)化，發(fā)展鋁灰、碳渣、電解槽大修渣
利用業(yè)務(wù)是酒鋼集團(tuán)履行社會(huì)責(zé)任，樹立了遵紀(jì)守
法負(fù)責(zé)任企業(yè)的重要形象，具有顯著的社會(huì)效益。
６　結(jié)語
⑴鋁灰、碳渣、電解槽大修渣等危險(xiǎn)固廢的無害
化處理和資源化利用，對酒鋼集團(tuán)公司遵守國家法
律法規(guī)，減少環(huán)境污染，保護(hù)環(huán)境具有重要作用。
⑵處理東興鋁業(yè)公司產(chǎn)生的鋁灰、碳渣、電解槽
大修渣等危險(xiǎn)固廢，屬于環(huán)保投資領(lǐng)域。將廢渣中
的氰化物、氟化物等有害物轉(zhuǎn)化為無毒的生成物，從
而達(dá)到對大修渣進(jìn)行無害化處理及資源化利用的目
的。既解決企業(yè)鋁灰、碳渣、大修渣無害化處理問
題，又有效實(shí)現(xiàn)資源化利用，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益，
社會(huì)效益尤其顯著。
⑶工藝生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施建成后按照程序辦理危險(xiǎn)
廢物經(jīng)營許可證，滿足國家環(huán)保法律法規(guī)的要求。
（下轉(zhuǎn)第９２ 頁）
第４ 期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 梁文強(qiáng)：鋁灰、碳渣、大修渣的處置及再利用方案　 　 　 ８９
萬方數(shù)據(jù)
２．２　冷卻窯負(fù)壓計(jì)算
冷卻窯引風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)全壓－３ ６００ Ｐａ，考慮高原因
素，實(shí)際全壓為：
Ｐ ＝ － ３６００ ７７．３３
１０１．３３
＝ － ２７４７ Ｐａ
運(yùn)行后受煙道阻力影響，冷卻窯負(fù)壓為：
ｐ冷＝ － ２７４７ ＋ １９７６ ＋ ７１１
＝－５９ Ｐａ＜－１００～－２５０ Ｐａ
經(jīng)計(jì)算，因冷卻窯排汽煙道過長、彎頭太多，造
成氣體阻力較大，冷卻窯內(nèi)負(fù)壓也下降，當(dāng)料量和溫
度波動(dòng)時(shí)窯內(nèi)甚至出現(xiàn)正壓，也就出現(xiàn)噴汽和噴料
現(xiàn)象。
３　改進(jìn)對策
在出口２０ ｍ 處將煙道截?cái)唷㈤_口，蒸汽直接外
排，只保留１ 個(gè)彎頭（圖２）。
圖２　改進(jìn)后的煙道圖
　　改進(jìn)后的相關(guān)參數(shù)核算。
３．１　煙道壓損
煙道長度２０ ｍ＋５０ ｍ，彎頭１＋４ 個(gè)，變徑１ 個(gè)。
Ｈ ＝ ７０ × ０．０９ ＋ ５ × ２．９４ ＋ ０．２１
＝２１．２１ ｍｍＨ２Ｏ
＝２０８ Ｐａ
３．２　冷卻窯負(fù)壓計(jì)算
ｐ ＝ － ２７４７ ＋ １９７６ ＋ ２０８
＝－５６３ Ｐａ＞－２５０ Ｐａ 滿足要求
４　結(jié)語
因煙道阻力減小，冷卻窯負(fù)壓明顯提高，擋風(fēng)門
開度在１００％時(shí)，窯內(nèi)負(fù)壓能達(dá)到－５００ Ｐａ 左右，當(dāng)
開度在４０％時(shí)，負(fù)壓仍然能達(dá)到－１８０ Ｐａ，完全滿足
生產(chǎn)需求，通過一年多的運(yùn)行，冷卻窯負(fù)壓始終高于
回轉(zhuǎn)窯窯頭負(fù)壓１０～２０ Ｐａ，冷卻窯內(nèi)飛揚(yáng)的焦粉能
有效被收集，基本再未出現(xiàn)返料、噴汽現(xiàn)象，每班收
集的漏料大約只有２ ｋｇ 左右，較以往改善明顯。
參考文獻(xiàn)：
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社， ２００５．３．
［２］　北鋼熱工水力教研組． 氣力輸送裝置［Ｍ］． 北京： 人
民交通出版社，１９７４．
［３］　同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)教研室． 高等數(shù)學(xué)［Ｍ］． 北京： 人民教
育出版社，１９８１．４．
［４］　閻繼厚． 氣壓控制工程［Ｍ］． 北京：中國鐵道出版社，
１９８４．
［５］　過增元．熱流體學(xué)［Ｍ］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，１９９２．２．
收稿日期：２０１７-０５-１０
作者簡介：肖述兵（１９７２- ），男，湖南省臨湘市人，大學(xué)，高級工程師。
從事生產(chǎn)、設(shè)備管理工作。
（上接第８９ 頁）
參考文獻(xiàn)：
［１］　劉業(yè)翔，李　劼．現(xiàn)代鋁電解［Ｍ］．北京：冶金工業(yè)出版
社，２００８．
［２］　江蘇德邦工程有限公司．酒鋼集團(tuán)吉瑞再生資源開發(fā)
有限責(zé)任公司碳渣、鋁灰、大修渣再利用項(xiàng)目（鋁灰再生利
用）可行性研究報(bào)告［Ｒ］．
［３］　中國鋁業(yè)鄭州有色金屬研究院．鋁業(yè)固廢無害化及綜
合利用一期項(xiàng)目可行性研究報(bào)告［Ｒ］．
收稿日期：２０１７-０４-１０
作者簡介：梁文強(qiáng)（１９７０-），男，漢，工程師，畢業(yè)于北京科技大學(xué)計(jì)算
機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。主要從事危險(xiǎn)廢棄物的開發(fā)利用技術(shù)工作。
９２

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