炒灰機加工鋁灰丨鋁灰球磨機和冷灰桶的區別

鋁灰（又名鋁渣），主要由 Al2O3和金屬鋁等物質組成，是鋁生產（如電解鋁、制備含鋁合金、回收鋁資源）時產生的含鋁工業廢料。鋁灰常分為一次鋁灰、二次鋁灰。一次鋁灰又名白灰，通常為電解制鋁工藝直接留下的殘渣或不添加鹽類煉鋁的殘渣，含鋁15%~70%，主要由鋁及其氧化物組成；二次鋁灰包括黑灰和鹽餅。黑灰是一次鋁灰進行資源提取回收和加鹽煉鋁后產生的殘渣，主要由鋁、鋁氧化物和氮化物、熔融鹽等物質組成，含鋁12%~18%；鹽餅是在生產過程中由廢灰產生的含少量鋁、氯化鈉和氟化物等的混合物。

據數據統計，2019 年世界鋁產量6365.7萬t，中國占一半以上，達到3579.5萬 t。研究表明，通常情況下利用鋁礦石直接生產1000t的金屬鋁會產生10～20t的鋁灰，而二次鋁資源回收將產生20~50t甚至更高的、成分更加復雜的鋁灰。據此估計，我國2019年產生的鋁灰超100萬t，而鋁灰中含有的諸多重金屬（As、Pb、Cd、Cr等）和有害離子（F-、CN-），會污染水源、危害生物，因而我國已于2016年將鋁灰列入《國家危險廢棄物名錄》。

在我國新的時代背景下，經濟發展的要求已經從高速發展逐漸轉變為高質量可持續發展，這使得對鋁灰的回收處理、資源化處理、環境風險評價以及管理政策等研究具有十分重要的現實意義。因此，本文以當前國內鋁灰處理工藝的研究與實踐進展為主要依據，結合環境評價和地方企業管理政策介紹了鋁灰的主要回收方法、環境評價的依據、政府與企業的管理政策，以供后續研究參考。

鋁灰處理方法主要分為鋁灰回收處理、鋁灰無害化處理和鋁灰資源化利用 3 部分。其中鋁灰回收處理又分為鋁灰火法回收和鋁灰濕法回收，是當前鋁灰處理的主要形式；鋁灰無害化處理則是借助浸出劑等手段，將鋁灰中有害的氟、氯及一些重金屬浸出，以期得到可以合格排放的浸出液或者污染物含量符合國家標準的固體廢棄物；鋁灰資源化利用則是根據鋁灰的性質特點，依靠特殊工藝手段將之加工成可以使用的資源，如防火材料、污水絮凝劑等，與鋁灰回收處理不同的是，鋁灰資源化利用的主要目的是通過某些工藝手段除去鋁灰中難以利用的雜質，進而將鋁灰轉換成可利用的資源。

近 10 余年，我國鋁產量快速增長，從 2008 年的1358.5萬 t 增長到2019 年的 3579.5萬t，年均增產10%以上，預計2020年較2019年至少增產5%。由于鋁灰產量與鋁產量是正相關關系。因此，我國不僅是產鋁大國，也是鋁灰生產大國。

我國龐大的鋁工業體系產生大量、復雜的鋁灰，其中常含有 Cd、Cr 和 F、Cl 等有害元素，由于其中大部分有害物質具有高度反應活性和一定的毒腐蝕性，因此對環境的危害十分嚴重。根據我國 2020 修訂的《國家危險廢棄物名錄》，鋁火法冶煉相關危險廢物的等級從原先 T（毒性）改為 R，T（反應性，毒 性），并且重新明確了二次鋁灰渣具有反應性的危險特性。這無疑更加明確說明了鋁灰對環境危害性在于其中有害元素的反應活性和化合物毒性，對鋁灰堆積產生的環境影響進行符合標準的評價已經迫在眉睫。我國目前實行的環境評價可概括為 3 個原則、立體范圍、兩道流程。3個原則分別是早期介入、過程互動，統籌銜接、分類指導和客觀評價、結論科學；立體范圍則是指按照時間維度和空間尺度全面地界定評價范圍、選擇評價區域；兩道流程包括工作流程和技術流程。

就鋁灰堆積造成的污染而言，環境評價的最終目標是改善鋁灰堆積帶來的負面影響，并對已污染地區進行有效的污染防治；主要評價方法為從時間維度和空間維度，評價一定時間段、一定空間范圍內，水、土壤等要素質量現狀和演變趨勢，明確主要和特征污染因子含量，也即鋁灰中以氟、氯為代表的有毒有害元素和鎘為代表的重金屬元素含量，并分析其對水、土壤等要素的影響，明確需要解決的主要環境問題；還應對鋁灰的環境影響進行預測評價。這些需要環境評價人員從《土壤環境（試行）評價標準》（HJ 964—2018）和《地下水環境評價標準》（HJ610—2016）出發，結合趨勢分析、負荷分析、數值模擬、風險概率統計等方法對水環境、土壤環境、生態環境、人群健康風險等方面進行預測、評價、分析，并且結合當前區域環境承載力，評估剩余污染物允許排放量，最終給出包含生態環境演變趨勢、環境要素承載能力和減緩鋁灰堆積對環境影響的生態保護方案等在內的評價結論。

目前的研究表明，鋁灰堆積會帶來 3 個主要危害：污染地下水、污染大氣和污染土壤。

鋁灰作為進入我國《國家危險廢棄物名錄》的固體廢棄物，具有產量大、危害高、危險性大的特點，因 此，必須依照國家相關規定對鋁灰進行合理處理與科學管理才能有效降低鋁灰對環境的威脅。

一、國家法律法規

20 世紀末，我國對于工業固體廢棄物處理便有針對性的法律法規。1995 年頒布、2005 年和 2013 年分別修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》（下簡稱《固體法》）是當下地方部門和企業管理處理工業固體廢棄物的基礎法律。作為處理固體廢棄物的專門性法律，《固體法》確立了固體處理中“減量化、資源化和無害化”的原則，并且對于包括鋁灰在內的工業固體廢棄物的貯存、運輸、再利用、處置等過程的管理提出了基本的法律要求，并確立了危險廢物管理名錄等諸多行之有效的管理制度，鋁廠處理鋁灰等固體廢棄物方案為類似有毒有害固廢管理提供了法律依據。

二、政府標準政策

在有了相應的法律的基礎上，我國有關部門隨即提出了關于危險廢物管理的行政法規和部門規章十余項、危險廢物管理相關環境標準20余項，其中以“GB”或“GB/T”開頭的標準就有14項，可見相關部門對于我國固體廢棄物管理的重視程度。

在上述 30 余項政策和環境標準中，現行的鋁及鋁合金廢料（GB/T 13586—2006）標準、《危險廢物污染防治技術政策》（環法［2001］199號）等多個規定性文件對包括鋁灰在內的工業固體廢棄物從產生到收集、運輸、處理等各個細節過程都進行了明確的規定。此外，在國務院頒布的《國務院關于做好建設節約型社會近期重點工作的通知》（國發［2005］21號）中指出要以冶金、化工等領域的廢渣為資源綜合利用的重點，加強資源二次回收、二次提取、二次利用的能力，推動工業資源綜合化利用，工業廢物無害化處理。

相關部門通過相應的規定，規范了企業處理工業固體廢棄物的思路、標準和方法，為各大公司提供了諸多行之有效的處理辦法和管理要求，也為企業關于固體廢棄物政策的制定指明了方向。

三、企業管理政策

國家層面制定的法律、政府部門制定的法規為各煉鋁企業制定處理鋁灰等固體廢棄物管理辦法奠定了基礎。經過多年的發展，對于以鋁灰為主要固體廢棄物的鋁廠，法律法規相對完善，因此，當下大多數企業制定了兼具國家標準、地方法規和自身特色的管理政策。

中國鋁業貴州分公司實施了“強化環境管理，實行可持續發展戰略”，改造了部分高污染和處理污染的設備，優化了現有工藝流程，完善了處理廢水廢棄物的方法，完成了廢氣設施的建造，并且在2001年完成了污水排放量小于 104 m3/a的標準，有效地減少了該鋁廠鋁灰和廢液隨自然循環導致污染范圍擴大的現象。熊興聯依據 2004 年頒布的《建設項目環境風險評價技術導則》（HJ/T 169—2004）等指導性的準則，通過分析電解鋁廠環境問題，認為電解鋁廠的環境風險在于廢液、廢渣的處理排放，并且從選址風險防范、污染物監控防范、火災防范等方面指出，電解鋁廠在考慮減排污染物、監控污染物排放和污染物分散的同時，還應注意選廠需遠離生活區和衛生防護區。此外作者還指出應當采用消防水系統，從降低可燃氣體泄漏風險出發，加大火災防護設施的建設。最后結合管理政策指出鋁灰堆積的渣場應當完善評價指標，準確選取計算危險物數質量的條件，合理界定污染物排放的監管部門職責，對后續企業政策的建立具有重要的意義。

當下來看，制鋁企業和公司的管理政策主要集中在減少污染排放方面，以滿足國標、法規和法律的規定。但實際上，隨著近年鋁灰資源化利用研究的深入，冶金行業的發展朝著“減量化、資源化和無害化”的趨勢越來越明顯，各大公司和企業更應該看到的是鋁灰非“棄品”，更非“廢品”，加大資源化利用、無害化處理等技術的學習和應用，使鋁灰從過去“處理難”轉變成未來的資源材料。

按照我國當前鋁業的發展趨勢，我國鋁年產量還會不斷上升，也就意味著每年鋁灰產量將在較長時期保持較高水平。一方面，鋁灰中鉻、氟、氯等有毒有害元素給我國環境保護帶來了諸多挑戰，另一方面鋁灰中依舊有大量的金屬鋁、氧化鋁等可回收資源，因此需要采用合理的鋁灰處理方法，以減少資源浪費，提高資源綜合利用能力。

目前，我國對鋁灰的處理方法主要是回收處理、資源化利用。鋁灰回收處理主要包括火法回收和濕法回收，火法回收通常用于處理一次鋁灰，分為加鹽回收、無鹽回收。相比于加鹽火法回收，無鹽火法回收產生的污染較小，工作效率和回收率較高，更符合我國當前綠色發展理念，未來應當重點研究。鋁灰的濕法處理與火法處理不同，一方面處理對象主要為二次鋁灰，另一方面回收的資源為鋁的化合物，而不是局限于金屬鋁。濕法回收的處理對象是過去不可回收的“廢渣”，可以有效提高資源的利用率；但是由于濕法回收對設備耐酸、耐堿等性能有一定的要求，濕法回收還需要進一步深入研究。鋁灰資源化利用則是近年來新提出的概念，由于其可以直接利用廢棄鋁灰，因而推動了鋁灰資源綜合利用的發展，并且在保證材料和藥劑性能的同時降低了合成材料的成本，應當著重研究、發展。

我國在鋁灰處理方法進步的同時，鋁灰環境風險評價也在不斷發展，從僅用一兩種元素做周邊土壤分析到使用特定指標對鋁灰堆場周邊做綜合性環境評價，但是在指標覆蓋范圍上仍需繼續發展。不斷更新迭代的環境評價方法給國家制定法律、地方修改法規、企業制定政策提供了一個“風向標”，在國家、地方、企業相關法律、法規、政策的更新換代中起到了重要作用。諸多企業的發展政策也從“發展才是硬道理”到當下的“強化環境管理，實行可持續發展戰略”，這也從側面說明，各大企業未來應當更加注重政策精細化和時效性，從自身基本狀況出發，合理制定“既能促發展，又能減污染”的管理政策。

在新的時代背景下，“排放權就是發展權”的觀念下，要求重構科研、生產、環保等概念，處理不好科研方向和環境的關系，就會影響科研成果的企業化應用，發展也就會受到限制。因此，制鋁廠應當結合自身特點，選擇合適的鋁灰處理方法，以企業環境風險評估為方向，依據自身情況制定兼顧發展和環境保護的管理政策和發展策略；廣大研究鋁灰回收的科研人員也應當更加注重鋁灰降污染、無害化、資源化等的研究，加大研究與實際生產的結合，如此才能走出科研、生產、環保相結合的綠色發展之路。

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