摘要：電解鋁生產(chǎn)過程會(huì)產(chǎn)生一系列的危險(xiǎn)廢物主要包括：鋁灰、殘陽極、碳渣和電解槽大修渣四類。電解鋁廢物中普遍含有可溶的氟化物、氰化物，遇水溶出，對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重危害，因此必須對(duì)電解鋁危廢進(jìn)行妥善處理，本文針對(duì)電解鋁危廢處理的市場(chǎng)前景進(jìn)行了深入地分析。

　　目前世界全部的金屬鋁都采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法生產(chǎn)，所謂冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法是以熔融冰晶石作溶劑，氧化鋁作溶質(zhì)，反應(yīng)在950~970℃之間，在直流電的作用下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，Al³⁺在陰極得到電子生成金屬鋁，O^2-在陽極失去電子并與碳陽極發(fā)生反應(yīng)生成CO和CO₂，生成的金屬鋁液沉積在電解槽內(nèi)，一定量后通過真空抬包抽出送至熔鑄爐熔鑄。

　　電解鋁危廢過高的處理費(fèi)倒逼企業(yè)進(jìn)行無害化處理

　　以前鋁廠普遍采用填埋、堆存的方式處理這類廢物，此種處理方式會(huì)導(dǎo)致可溶性氟化物、氰化物通過各種方式逸散到自然環(huán)境中，危害動(dòng)植物及人類的生存環(huán)境。對(duì)于電解鋁生產(chǎn)企業(yè)需要建設(shè)危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)(按照GB 18598-2001執(zhí)行)，或?qū)a(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物交由有相應(yīng)危廢處理資質(zhì)的企業(yè)進(jìn)行處置。電解鋁危險(xiǎn)廢物填埋場(chǎng)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本約為2800元/噸，交由外部企業(yè)處置費(fèi)與填埋標(biāo)準(zhǔn)持平。如此高的處置成本倒逼電解鋁企業(yè)對(duì)電解鋁危廢進(jìn)行無害化或資源化處理。

　　電解鋁危廢處理的市場(chǎng)空間極其廣闊

　　2017年底統(tǒng)計(jì)，全國(guó)電解鋁產(chǎn)能4580萬噸，運(yùn)行產(chǎn)能3660萬噸，產(chǎn)能運(yùn)行率80%，電解鋁產(chǎn)能最大的省份為山東產(chǎn)能1182.3萬噸，運(yùn)行923.3萬噸，新疆產(chǎn)能794.5萬噸，運(yùn)行673.7萬噸，內(nèi)蒙古產(chǎn)能472.5萬噸，運(yùn)行產(chǎn)能405.5萬噸。山東、新疆、內(nèi)蒙古三省合計(jì)運(yùn)行產(chǎn)能2002.5萬噸，占到全國(guó)運(yùn)行產(chǎn)能的55%。目前我國(guó)的電解鋁產(chǎn)能較為集中，前十大電解鋁廠總產(chǎn)能占全國(guó)總產(chǎn)能的70%以上，按產(chǎn)能排列，我國(guó)十大電解鋁企業(yè)為：中國(guó)宏橋、中鋁、信發(fā)、國(guó)電投、東方希望、錦江集團(tuán)、酒鋼東興、云鋁、神火、天山鋁業(yè)。下面對(duì)不同種類的電解鋁危廢

　　(1)二次鋁灰

　　鋁灰是電解鋁或二次鋁在熔鑄爐中浮于鋁液表面的灰渣，主要由鋁液中不熔的夾雜、加入的澄清劑、鋁液氧化生成的氧化鋁等構(gòu)成，具有保溫和防止鋁液氧化的作用，熔鑄過程會(huì)定期扒出灰渣被稱為鋁灰或一次鋁灰，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(jìn)一步細(xì)磨篩分出鋁顆粒，得到的細(xì)灰即為二次鋁灰。

　　電解鋁工序噸鋁二次鋁灰產(chǎn)量為10~20kg，鋁合金熔鑄噸鋁二次鋁灰產(chǎn)量為20~30kg，再生鋁重熔噸鋁二次鋁灰產(chǎn)量100~150kg。目前全國(guó)二次鋁灰年產(chǎn)量約為200萬噸，主要產(chǎn)地為山東、內(nèi)蒙、新疆、河南等地，山東地區(qū)年產(chǎn)量約為50萬噸。

　　(2)電解槽大修渣

　　隨著生產(chǎn)進(jìn)行，電解槽會(huì)逐漸發(fā)生損壞，約3-7年需要進(jìn)行大修更換槽襯和陰極鋼棒，產(chǎn)生的固體廢棄物稱為電解槽大修渣，平均每生產(chǎn)1t電解鋁產(chǎn)生30~50kg的大修渣。電解槽大修渣主要包括陰極炭塊、耐火磚、扎糊、防滲澆注料、耐火砂漿以及絕熱板等;按重量組成，炭塊、氟化物和耐火材料各占1/3。以目前電解鋁運(yùn)行產(chǎn)能3660萬噸，計(jì)算年產(chǎn)電解槽大修渣110~180萬噸。

　　(3)陽極碳渣

　　預(yù)焙陽極是由石油焦、瀝青焦、瀝青通過破碎、煅燒、配料、混捏等工序燒制而成，預(yù)焙陽極質(zhì)量不合格，強(qiáng)度低、空隙度大、雜質(zhì)含量高，在電解質(zhì)沖刷和侵蝕下導(dǎo)致碳粒從表面脫落進(jìn)入熔池形成碳渣，這是碳渣形成的主要原因，同時(shí)電解過程反應(yīng)生成的固態(tài)碳、從陰極內(nèi)襯剝脫的碳素以及電解鋁原料帶入的雜質(zhì)也是構(gòu)成碳渣的來源。碳渣堆積在電解熔池表面會(huì)導(dǎo)致電流的不穩(wěn)定，為減少對(duì)電解過程的不利影響，碳渣需要人工及時(shí)撈出槽外。

　　碳渣的產(chǎn)生與陽極質(zhì)量有直接關(guān)系，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每生產(chǎn)1t電解鋁約產(chǎn)生15kg左右的陽極碳渣，以目前電解鋁運(yùn)行產(chǎn)能3660萬噸，計(jì)算國(guó)內(nèi)年產(chǎn)電解槽大修渣約55萬噸。

　　(4)殘陽極

　　電解過程逐漸消耗陽極，目前我國(guó)噸鋁陽極消耗量在450~500kg/t當(dāng)陽極消耗到一定程度時(shí)，需要定期更換，更換下來的陽極為殘陽極，不同的電解槽殘陽極產(chǎn)量差別較大，殘陽極質(zhì)量約為新裝陽極質(zhì)量的15%~25%，目前殘陽極產(chǎn)量約為300萬噸，但大多返回企業(yè)陽極車間自身消化。

　　結(jié)語

　　電解鋁行業(yè)是高污染、高能耗的產(chǎn)業(yè)，同時(shí)存在嚴(yán)重的產(chǎn)能過剩，一些電解鋁企業(yè)生存較為困難，針對(duì)這種現(xiàn)狀國(guó)家采取淘汰落后企業(yè)的措施來增加行業(yè)集中度，因此對(duì)企業(yè)的環(huán)保要求就越來越高。隨著國(guó)家環(huán)保力度的加強(qiáng)，電解鋁危廢的處理越來越受到重視，高昂的處置費(fèi)也倒逼企業(yè)進(jìn)行自我處理，因此可以預(yù)計(jì)，電解鋁危廢處理的市場(chǎng)空間會(huì)逐步釋放。