近幾年我國(guó)鋁工業(yè)迅猛發(fā)展，產(chǎn)量持續(xù)增加，已成為世界鋁生產(chǎn)大國(guó)。其中，僅新疆就有多家鋁廠不斷擴(kuò)建，具有規(guī)模的有新疆眾和股份有限公司、新疆農(nóng)六師鋁業(yè)(山東信發(fā))、河南神火集團(tuán)、新疆兵團(tuán)鋁業(yè)(湖南雙排鋁廠)、東方希望集團(tuán)及新疆其亞鋁業(yè)(四川其亞)等鋁及鋁加工生產(chǎn)企業(yè)。煉鋁時(shí)產(chǎn)生的鋁灰是一種產(chǎn)量大、污染嚴(yán)重的工業(yè)廢渣。鋁灰在氧化鋁熔鹽電解生產(chǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生，同時(shí)，由于操作和測(cè)定器具的攜帶、陽(yáng)極更換、出鋁、鑄錠以及電解槽大修也會(huì)產(chǎn)生量的鋁渣。剛出爐的鋁灰鋁渣含有大量的金屬鋁，其中只有部分鋁能得到回收，剩余的廢鋁灰堆積在廠區(qū)或填埋，不僅造成資源的浪費(fèi)，同時(shí)也帶來(lái)環(huán)境的污染。僅有部分廠家對(duì)鋁灰鋁渣進(jìn)行了回收二次利用，如焦作鋁業(yè)將低含量的鋁灰做成陽(yáng)極鋼爪保護(hù)環(huán)口。因此，對(duì)于鋁灰鋁渣的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境污染的迫切要求等使得其回收顯得額外重要。

　　電解鋁灰鋁渣是鋁電解過(guò)程中產(chǎn)生的一種浮渣，在電解過(guò)程中漂浮于電解槽鋁液的上表面，由電解過(guò)程中未參加反應(yīng)的氧化鋁、冰晶石等原料及混合物組成，也包括與添加劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的少量其他雜質(zhì)及陰陽(yáng)極材料的脫落，因其與其他重金屬熔煉產(chǎn)生的爐渣不同，呈松散的灰渣狀，因此又被稱為鋁灰鋁渣。由于電解過(guò)程是連續(xù)進(jìn)行的，因此鋁灰鋁渣的產(chǎn)生量較大，電解鋁灰鋁渣的成分比較復(fù)雜，其主要成分中，電解鋁灰鋁渣中含有較多的鋁，回收價(jià)值較高，其次是未反應(yīng)的氧化鋁，其中的硅、鈉、鎂、鈣等金屬的氧化物主要來(lái)自于電解槽內(nèi)襯耐火材料，這是由電解過(guò)程中的腐蝕而被帶入的，在鋁灰鋁渣中還有部分熔化的冰晶石、氟化鋁等熔融的鹽及碳陽(yáng)極脫落產(chǎn)生的碳，由于不同企業(yè)的電解工操作技術(shù)、進(jìn)料取料及電解參數(shù)的不同而略有不同，在此歸為其他雜質(zhì)。從電解鋁灰鋁渣的成分可以看出鋁為電解產(chǎn)生，調(diào)查顯示，鋁灰鋁渣的產(chǎn)生量約占回收鋁產(chǎn)量的7%～12%，其中金屬鋁含量在10%～30%之間。如果回收鋁按照每年180萬(wàn)t計(jì)算，大約年產(chǎn)生鋁灰15萬(wàn)t，含鋁3萬(wàn)t左右。此外，回收電解的原料氧化鋁也有較好的經(jīng)濟(jì)效益。下面從外對(duì)鋁灰鋁渣的綜合回收利用方面進(jìn)行闡述。

　　電解鋁灰鋁渣中鋁的回收方法

　　炒灰回收法

　　炒灰是小型再生鋁廠普遍采用的方法，其具體過(guò)程是：將剛剛耙出(或撈出)的鋁灰放置在一個(gè)傾斜的鐵鍋中(放置在鐵鍋內(nèi)高處的一側(cè))，利用鋁灰自身的熱量，用鐵鍬進(jìn)行人工翻炒，借助活潑金屬氧化放熱使鋁灰的溫度升高，由于鋁熔體顆粒與鋁灰的濕潤(rùn)性不好，在翻炒的過(guò)程中鋁熔體(顆粒)逐漸地匯集到鐵鍋的底部，然后用鋼勺將其舀出并鑄成鋁錠作為回爐料使用。在炒灰過(guò)程中，要適量加入一些添加劑，以提高鋁灰溫度，增加鋁熔體顆粒的表面與鋁灰界面的張力，以利于鋁熔體顆粒的流動(dòng)和快速的積聚，提高鋁的回收率。目前廣泛使用的添加劑是氯化鋅，氯化鋅雖然可以起到上述作用，但會(huì)增加鋁中鋅的含量，降低鋁的回收率。鐵鍋炒灰是一種比較原始的方法，操作簡(jiǎn)單，但因?yàn)槭浅ㄩ_(kāi)式作業(yè)，會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵，尤其是加入氯化鋅等之后會(huì)產(chǎn)生氯化鋁，在空氣中吸收水分，一部分形成氯化氫，并產(chǎn)生大量的煙霧，對(duì)環(huán)境是有害的。對(duì)中小型企業(yè)而言，對(duì)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行的環(huán)保處理，如設(shè)立集煙罩、增加收塵設(shè)備和噴淋設(shè)備等是一種較好的方法。但是，許多企業(yè)沒(méi)有環(huán)保設(shè)備，有的雖然建有簡(jiǎn)易的環(huán)保設(shè)備，但形同虛設(shè)，尤其是一些規(guī)模小的企業(yè)，根本不具備建設(shè)環(huán)保設(shè)備的能力，“家家煉鋁，戶戶冒煙”是對(duì)一些熔煉鋁小企業(yè)密集地區(qū)的真實(shí)寫照。近幾年，有關(guān)部門對(duì)環(huán)境的整治力度不斷加大，但整治過(guò)后，又有再生鋁企業(yè)采取了“白天停產(chǎn)、夜里生產(chǎn)”的辦法，以掩飾污染問(wèn)題。根據(jù)資料介紹，國(guó)外也有一些中小型再生鋁廠仍在采用炒灰的方法(如日本的一些再生鋁企業(yè))處理鋁灰，但配備了的環(huán)保設(shè)備。

　　傾動(dòng)回轉(zhuǎn)窯處理法

　　傾動(dòng)回轉(zhuǎn)窯法是很多企業(yè)處理鋁灰很常用的方法，在效率、機(jī)械化程度和環(huán)保處理等方面都有較大的優(yōu)勢(shì)。采用此方法的前提是保證有足夠的鋁灰量，因此該工藝方法適用于鋁灰產(chǎn)量較大的企業(yè)，要求年產(chǎn)量超過(guò)2萬(wàn)t的再生鋁企業(yè)?；剞D(zhuǎn)窯處理鋁灰的基本原理與炒灰一樣，只是設(shè)備不同?；剞D(zhuǎn)窯是一個(gè)有傾斜度的圓筒，內(nèi)襯為耐火材料，配備機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。處理鋁灰時(shí)，回轉(zhuǎn)窯不停地旋轉(zhuǎn)，鋁灰被反復(fù)地?cái)嚢?，鋁熔體則因其自身的重力和流動(dòng)性，匯集到回轉(zhuǎn)窯的底部，由于回轉(zhuǎn)窯有的傾斜度，鋁液便不斷地流人吊包之中。在回轉(zhuǎn)窯處理鋁灰的過(guò)程中，由于鋁灰的強(qiáng)烈攪拌，產(chǎn)生的煙氣量很大，對(duì)環(huán)境有影響。但回轉(zhuǎn)窯的上端有密封的煙罩，且是負(fù)壓操作，因此產(chǎn)生的煙氣可以得到的回收，然后進(jìn)入收塵系統(tǒng)處理?；剞D(zhuǎn)窯是目前大型再生鋁廠處理鋁灰的優(yōu)選設(shè)備，但金屬回收率不如人工炒灰高，還需采用其他方法進(jìn)一步回收產(chǎn)生的殘余鋁灰中的鋁。

　　壓榨回收法

　　壓榨回收法在采用的不多，其過(guò)程是在爐前將鋁灰耙入一個(gè)多孔的箱體，鋁液從孔中流出，同時(shí)有一個(gè)擠壓系統(tǒng)對(duì)鋁灰施以的壓力，起到壓榨的作用，可以使更多的鋁得到回收。日本的一些企業(yè)采用壓榨法從鋁灰中回收鋁，效果很好，有幾家企業(yè)采用，但反應(yīng)的效果不理想。

　　以上是鋁灰的熱回收方法，其優(yōu)點(diǎn)是充分利用了鋁灰的物理熱，一般不需另加熱源，并可以現(xiàn)場(chǎng)回收鋁。但缺點(diǎn)也很明顯，鋁灰基本是松散的粉物質(zhì)，有的透氣性，鋁灰在高溫下反復(fù)地?cái)嚢?，空氣通過(guò)空隙進(jìn)入鋁灰，又由于鋁灰中大量的熱不能散發(fā)，造成金屬的大量氧化，降低了金屬的回收率。因此，爐前產(chǎn)生的鋁灰要盡快處理，盡量減少長(zhǎng)時(shí)間的堆積。

　　重選法處理鋁灰

　　重力選礦處理鋁灰的主要設(shè)備是跳汰機(jī)，此法已經(jīng)廣泛用于鎢、錫、金等貴重金屬礦石的分選中，其原理是利用金屬和脈石顆粒的密度不同，在以水為主要介質(zhì)的環(huán)境中使之得到分離。目前跳汰機(jī)也成功地應(yīng)用于再生資源領(lǐng)域，如從廢電路板中回收銅、從碎電線中回收銅、從廢耐火磚中回收貴金屬、從合金鋼磨屑料中回收金屬等，在處理這些廢料過(guò)程中，須將廢料粉碎到的粒度，然后在以水為介質(zhì)的環(huán)境中進(jìn)行處理，使雜質(zhì)與金屬分離。跳汰機(jī)借助于機(jī)械的不對(duì)稱往復(fù)運(yùn)動(dòng)和薄層斜面水流的聯(lián)合作用，使礦粒分層，不同密度和粒度的礦粒沿著各自的運(yùn)動(dòng)方向分開(kāi)，達(dá)到重力分選的目的。從理論上講，該法用于處理經(jīng)過(guò)熱回收之后的鋁灰(可以稱之為二次鋁灰)比較合適，但由于二次鋁灰的成分與一些金屬礦和以上提到的再生資源不同，二次鋁灰的成分比較復(fù)雜，主要成分的物料密度差較小，尤其是鋁的密度僅為2.7g/cm³，而氧化鋁的密度為3.9～4.0g/cm³。因此，設(shè)備的設(shè)計(jì)、操作技術(shù)參數(shù)的控制、介質(zhì)的選用等都是該技術(shù)的關(guān)鍵，跳汰機(jī)不失為處理二次鋁灰的一種較好的選擇。

　　電選法處理鋁灰

　　電選的原理是利用各種物料的電性質(zhì)不同而進(jìn)行的一種選礦方法。由于磁鐵礦、鈦鐵礦、自然金礦等金屬礦物的導(dǎo)電性好，而礦物中的石英、長(zhǎng)石、方解石、硅酸鹽等導(dǎo)電性差，利用兩者之間電性能的差異，用電選的方法分開(kāi)。電選技術(shù)除應(yīng)用于礦山的選礦過(guò)程外，已經(jīng)在再生金屬領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如碎塑料中非鐵金屬的分離、多種金屬碎料混合物的分離、垃圾中回收銅和鋁等。電選設(shè)備有一個(gè)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓有良好的接地，同時(shí)轉(zhuǎn)鼓的附近有一個(gè)高壓直流電極，此電極對(duì)著轉(zhuǎn)鼓產(chǎn)生一個(gè)電暈電場(chǎng)，轉(zhuǎn)鼓上方有一個(gè)料斗，鋁灰持續(xù)落到轉(zhuǎn)鼓表面，并進(jìn)入電暈場(chǎng)，此時(shí)鋁灰中的各種成分都獲得電荷，鋁與其他物質(zhì)的電性質(zhì)不同，其中鋁顆粒得到的電荷立即被轉(zhuǎn)鼓導(dǎo)入地線而傳走，失去電荷后，在轉(zhuǎn)鼓離心力及重力的作用下，鋁顆粒落下，而非導(dǎo)體帶有電荷，吸附于轉(zhuǎn)鼓上，被帶到另一端，然后經(jīng)過(guò)毛刷刷下，兩者的落點(diǎn)顯然不同，使鋁灰中的鋁及非鋁物質(zhì)得以分離。

　　離心技術(shù)回收鋁

　　鋁是一種較低熔點(diǎn)的輕金屬，當(dāng)超過(guò)鋁的熔點(diǎn)溫度時(shí)，鋁就全部熔化成鋁液，與鋁渣分離。鐘華萍和李坊平提出可直接從熱鋁中回收鋁，鋁液通過(guò)離心機(jī)的作用收集到耐熱增渦中或者回流到熔爐中，鋁灰在離心機(jī)內(nèi)尤如衣服在洗衣機(jī)中被甩干一樣，鋁灰變得干燥后被壓碎。

　　從以上通過(guò)對(duì)現(xiàn)行鋁灰鋁渣中鋁的回收情況的分析可以看出，在回收工藝方面，其技術(shù)水平都不是很高，但是鋁灰鋁渣中的大部分鋁能夠回收，達(dá)到了的經(jīng)濟(jì)效益，如果要提高鋁灰鋁渣中的回收率及其經(jīng)濟(jì)效益，就必須結(jié)合每種工藝的優(yōu)點(diǎn)，找到能夠適合各個(gè)廠家鋁灰鋁渣回收的工藝。