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回轉窯在鋁業中起到的作用

鋁廠在生產過程中產生的粉塵主要有氧化鋁粉塵、石油焦粉塵、瀝青煙塵。作業工人接觸到的毒物主要有氟化物、硫化物、瀝青煙、一氧化碳等。毒物主要存在于電解槽附近及煙氣凈化系統。鋁電解以冰晶石-氧化鋁氟化鋁的熔體為電解質,以炭素材料為電極進行電解。鋁電解槽電解溫度高達940℃~960℃,是主要的生產性熱源。炭素工段的煅燒、焙燒、連續混捏、預熱螺旋、瀝青熔化生產設備均為生產性熱源。資料表明,環境溫度達到28℃時,人的反應速度、運算能力、感覺敏感性及感覺運動協調功能都明顯下降。噪聲能引起人聽覺功能敏感度下降甚至造成耳聾,或引起神經衰弱、心血管疾病及消化系統等疾病,噪聲影響信息交流,促使誤操作發生率上升。

總之在電解鋁車間生產環境下,氟、鋁、強磁場共存時對實驗動物和作業工人免疫系統的聯合作用,呈現低濃度促進和高濃度抑制作用;單因素鋁對實驗動物的體液免疫、細胞免疫均呈低濃度促進和高濃度抑制效應,鋁鑄造工人血中IgA含量升高而淋巴細胞計數下降;體外人T、B淋巴細胞培養研究發現,中、高濃度的鋁對人體T、B淋巴細胞生長繁殖功能和合成、分泌細胞因子白細胞介素2、腫瘤壞死因子均有抑制作用;暴露于鋁廠的不同作業環境(鋁、鋁+氟、鋁+氟+強磁場),對作業工人血和尿中的鋁、鐵、鋅、銅、錳、鎂、鈣7種微量元素及尿氟含量有不同影響。

接觸鋁組工人血鋁、鐵、錳含量升高,接觸磁場組工人血鐵、銅、錳、鎂含量升高,但它們在尿中含量并不升高。除了在加工中出現的污染外,加式后出現的鋁灰,二次鋁灰是一種危險廢物,含有大量氟化物、氰化物、碳化鋁、氮化鋁等有毒有害物質,對其處理一直是電解鋁行業的研究的熱點。

傳統的填埋和堆存方式已經被明令禁止,針對二次鋁灰的處理,業內開發出了多項工藝技術,本文針對二次鋁灰現有的工藝技術和處置項目進行了深入分析,并分析了二次鋁灰處理技術的發展趨勢。

鋁灰是電解鋁或二次鋁在熔鑄爐中浮于鋁液表面的灰渣,主要由鋁液中的不熔夾雜、澄清劑、鋁液氧化生成的氧化鋁等構成,具有保溫和防止鋁液氧化的作用。

熔鑄過程會定期扒出灰渣被稱為一次鋁灰,一次鋁灰中金屬鋁含量在70~80%,通常采用炒灰或壓榨等方法回收鋁灰中的金屬鋁,灰渣冷卻后進一步細磨篩分出鋁顆粒,得到的細灰即為二次鋁灰。

不同原料熔鑄過程產生的二次鋁灰化學成分不同,電解鋁熔鑄過程產生的二次鋁灰中氟化物、氮化鋁含量較高,再生鋁熔鑄過程產生的二次鋁灰中氧化鋁和鹽分含量較高。

二次鋁灰主要成分為氧化鋁、AlN、Al4C3、少量的金屬鋁和一定量的氟化物、氰化物、NaCl、KCl和SiO2,有毒有害物質為AlN、Al4C3、氟化物和氰化物等。

AlN、Al4C3遇水產生NH3和CH4等,散發惡臭氣味,氟化物和氰化物遇水溶出會污染自然水體,因此如不加處理直接進行填埋將會對環境產生嚴重的危害。

目前二次鋁灰已被列入《國家危險廢物名錄》,廢物類別HW48有色金屬冶煉,廢物代碼321-024-48。由于二次鋁灰產量十分巨大,目前全國僅電解鋁企業年產二次鋁灰就達到200萬噸,無論是利用鋁灰生產鋼爪保護環還是棕剛玉磨料等產品,都面臨產品消納問題,因此如何解決如何大量消納二次鋁灰成為企業關注的重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。

高溫加快了反應速率,也提高了水解效率,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,所產生的廢水會對環境造成二次污染。對二次鋁灰的無害化處置是對鋁灰進行資源化利用的難點,目前沒有切實可行的利用方法。研究開發環保、無害,先進、實用,適用于鋁冶煉及加工企業的二次鋁灰無害化處置與資源化利用技術既是環境保護的需要,更是企業可持續發展的需要。

回轉窯

比較常見的處理方式就是利用各種鋁灰加工處理設備,主要有鋁灰球磨機、鋁灰回轉窯、鋁灰浮選機、鋁灰分離機、搖床等設備。

若要進行二次回收利用可實行現場直接處理,通過鋁灰分離機將鋁渣回收其效果回收率高,一次性處理,鋁的有效回收率高達90%以上;其次設備全封閉運行,不污染環境;通過回收工序實現了資源二次利用以及解決了廢棄堆砌問題。

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