二次铝灰无害化处置的方法有哪些？

　　01二次铝灰为什么被列入危险废物？

　　继铝灰被列入危险废物，二次铝灰又于2019年被列入《危险废物名录》。二次铝灰之所以被列入危险废物名录，其原因在于二次铝灰具有的反应性和化学毒性。我们知道，二次铝灰中通常含有氮化铝、金属铝、碳化铝和氟化物等，所含氮化铝、金属铝和碳化铝遇水或潮湿的气体会发生水解反应，分别生成氢氧化铝、氨、氢和甲烷。氨的产生会对大气及存放区水体、土壤造成污染。氢和甲烷为易燃易爆气体，其产生与排放会形成重大隐患。所含氟化物为有毒有害物质，其分解与释放也会对水体、土壤造成污染，并严重危害存放区及周边居民和牲畜。鉴于这些因素，二次铝灰被列入危险废物。

　　02二次铝灰无害化处置的方法有哪些？

　　二次铝灰无害化处置的方法有湿法和干法两种。

　　所述湿法即水解法，也就是大家常说的水洗法。该法是基于铝灰中的氮化铝、金属铝、碳化铝易与水反应生成氢氧化铝、氨、氢和甲烷的物性特征，通过水解反应实现铝灰中有害物质的转化。转化过程使氨、氢和甲烷气体得到挥发并收集处置。同时对二次铝灰中的易溶性氟化物做固化处理，从而完成铝灰由危险废物向一般工业废物的转化，实现二次铝灰的无害化处置。

　　所述干法即热处理法，也就是煅烧法。该法是基于二次铝灰中的氮化铝在高温、有氧条件下焙烧可转化为氧化铝和氮气的原理，通过焙烧使铝灰中所含氮化铝、金属铝、碳化铝转化为氧化铝、氮气和二氧化碳，处理过程同步实现对氟化物的固化，由此实现二次铝灰的无害化处置。

　　03 水解法处置铝灰的局限性？

　　水解法是一种常用的铝灰无害化处置方法，但人们往往把它想的比较简单，以为用水一洗了之，其不知水解法处理二次铝灰是有条件的，同时还存在着氮化铝分解不彻底、氨回收方案需要优化、水解过程存在有氨、氢、甲烷气体燃爆隐患等问题。尤其是氮化铝分解不彻底的问题，主要是氮化铝水解过程极易在微粒表面形成水合氧化铝包裹，阻断水与氮化铝之间的进一步接触，使氮化铝与水之间的水解反应受到限制，导致脱氮率被局限在70%以下，低的达不到50%，处置后铝灰难以达标。同时，处置过程由氮化铝分解成的氨在水中溶解度较大，如何将氨从料浆体系中更有效的分离出来，是一个值得考虑的问题。

　　此外，对挥发出的氨是回收氨水还是回收铵盐，如何避免氨回收不彻底或氨水的二次挥发法对环境造成的影响，也是值得注意的问题。

　　04水解法处置铝灰对氨气的处置方式有哪些？各有什么优缺点？

　　铝灰处置过程所产生的氢气和甲烷，二者均属易燃易爆气体。处理过程做好燃爆事故的防控，确保生产是铝灰无害化处置的前提。

　　水解法处理铝所产氨气的处置方式一是回收氨水，二是回收铵盐。回收氨水的优势是工艺较为简单，设备投资相对较少，但存在的不足是氨回收率较低，所得氨水浓度较低，在1.5~7.5%之间。同时，氨水的易挥发性使尾气中氨氮浓度难以达标。铵盐回收工艺通常指回收硫酸铵，其优点是处置过程尾气能够做到达标排放，对环境无污染。一般工艺在硫酸铵回收过程需要对所收得的硫酸铵溶液进行蒸发浓缩，运行成本较高。但经过改进的由氨回收硫酸铵工艺可以不对硫酸铵溶液进行蒸发，直接生产硫酸铵晶体，具有较好的应用前景。目前，硫酸铵市场价格在1500元/t以上，回收硫酸铵具有一定的经济效益。

　　05水解法处置铝灰的常用设备有哪些？

　　以回收硫酸铵为目标时，常用设备有水解反应器、直接结晶法硫酸铵回收系统、压滤机、氯盐蒸发结晶系统、高温氯盐结晶器、低温氯盐结晶器、离心机等。

　　以回收氨水为目标时（收得浓度为20%的氨水），常用设备有水解反应器、缩分器、全凝器、洗气及负压系统、压滤机、氯盐蒸发结晶系统、高温氯盐结晶器、低温氯盐结晶器、离心机等。

　　06水解法处置铝灰可否对可燃性气体进行回收？

　　从理论上讲可以对铝灰中金属铝和碳化铝水解所产生的氢气和甲烷进行回收，但由于二次铝灰中的金属铝和碳化铝含量较低，而且波动较大，因此不具有回收价值。从国内的情况看，对铝灰处置过程可燃性的回收只是一种概念，也没有进行相关实验，更无工业化先例。

　　07二次铝灰可以用来生产哪些产品？

　　二次铝灰可以用来生产预熔型炼钢用铝酸钙、水处理用铝酸钙、水合铝酸钙、聚合氯化铝、石油压裂支撑剂、清水砖及附加值较高的干法氟化铝、冰晶石和阻燃用氢氧化铝等。其中生产铝酸钙、聚合氯化铝、石油压裂支撑剂等技术门槛比较低、工艺简单、设备投资少。

　　08二次铝灰无害化处置过程是否存在隐患？

　　存在隐患。所述隐患主要指氮化铝、金属铝、碳化铝水解过程所产生的氨气和可燃性气体，其中氨气的爆炸限15.5%~27.7% ，氢气的爆炸限4.0%～75.6%，甲烷的爆炸限5%~15%。

　　09 如何回收铝灰无害化处置过程所产氯化物？

　　二次铝灰中所含氯化物为氯化钾、氯化钠，目前国内的回收工艺是回收混合盐，即氯化钠和氯化钾的混合物，这种混合物既不能当作工业盐使用，也不能用作农业肥料，因此不具有商品价值。改进的二次铝灰无害化处置工艺通过采取技术和装备措施将氯化钠和氯化钾分离，所得产品符合工业盐标准和农用氯化钾标准。