铝电解废槽衬无害化处理技术

    随着我国铝工业的蓬勃发展,电解铝生产过程所产生的固体废弃物废槽衬外排量也在逐年增长,节能降耗、降污减排是当前科学发展的主体,解决废槽衬对环境的危害,实现铝工业与环境和谐,是铝工业需共同面对的课题。废槽衬除含有约35%的炭质材料、30%的耐火材料外,还含有约30%对环境会直接造成影响的氟化物及少量的剧毒物质氰化物。按每生产1吨原铝排放30公斤废槽衬计算,多年来,我国废槽衬累计外排量约200多万吨,且以目前每年30万吨的数量在增加。我国铝厂大多采用露天堆放或直接土壤填埋,不仅污染大气,可溶氟化物、氰化物还会随雨水流入江河,渗入地下污染土壤和水源,对周围生态环境、人类健康和动植物生长造成极大危害。

    电解铝废槽衬无害化处理技术是铝工业的关键共性技术。美国环保署于1992年就颁布法令禁止铝电解废槽衬的堆存和掩埋,随后世界各大铝业公司相继开发了具有本公司特色的废槽衬无害化处理技术,并已形成万吨级规模的产业化处理工厂,对电解铝生产过程中,排放出的固体废渣进行无害化处理和综合利用。各大铝业公司把废槽衬无害化处理技术作为核心技术,构筑了大量专利技术壁垒。我国对铝电解固体废弃物的堆存和排放也出台了相应的环保排放标准,但铝工业通行的做法是以掩埋为主,废槽衬无害化处理的研究起步较晚,现有的湿法处理废槽衬和直接利用废阴极炭块等技术均不完善,在规模实施时遇到很大困难,存在设备腐蚀、处理后产物难分离,废弃物无法达标排放、不能处理全部废槽内衬材料等问题。

    中国铝业郑州研究院李旺兴院长访问了美国铝业公司后,得知世界上只有美铝等极少数跨国公司掌握废槽衬无害化处理技术。回国后他组织研发人员进行废槽衬无害化处理技术的攻关,他说“我们要敢于与美铝比高低,美铝能办到,中铝也能办到,美铝的废槽衬无害化处理技术造福了美国,我们要开发出更好的废槽衬无害化处理技术造福中国”。中铝公司立项开展铝电解废槽衬无害化处理的技术研究和开发,在国家大型铝电解工业试验基地建成了国内首条3000吨/年废槽衬无害化处理工业试验线。经过两年的努力,克服了很多技术难题,终于成功开发出具有中国铝业自主知识产权的可进行工业推广应用的无害化处理(Chalco-SPL)技术,并申报了5项发明专利。工业试验表明,有害物质氟化物固化率达到98.66%,氰化物分解率达到99.68%,所得最终固体渣分散性能良好,可溶氟平均含量为39.7mg/l,氰平均含量0.053mg/l,各项指标优于国家环保标准。

    该技术已通过中国有色金属工业协会的鉴定,专家认为:Chal鄄co-SPL技术属国内首创,完全拥有自主知识产权,采用了独特的配方技术和添加剂技术,工艺先进,技术可靠,处理成本低,工业适用性强,可处理不同电解厂、不同组成的废槽衬材料,且经过处理的废料可用来铺路和生产水泥,形成了具有中国特色的、以废治废的废槽衬无害化处理关键技术。各项技术经济指标与美铝公司的技术指标相当,表明中铝公司在铝电解槽废槽衬无害化处理技术上已居国际先进水平。推广应用后,每年将避免全国30万吨废槽衬的土壤掩埋,从技术上杜绝了对大气、土壤和水质的污染,具有广阔的推广应用前景,及显著的环境效益和社会效益,对我国铝工业持续、健康、和谐发展意义重大。

    废槽衬无害化技术的开发成功,引起了国家的重视。以中国环境保护产业协会副秘书长滕静为首的专家组在研究院考察评审该技术后一致认为:铝电解槽废槽衬无害化处理技术的成功研发是实现清洁生产和发展循环经济的典范,是中铝公司以自主创新落实科学发展观,促使铝工业与自然和谐的典型代表,国家环保协会将大力推荐该技术成果,使之尽快工业化,以彻底解决电解铝工业废槽衬对土壤、水质的污染问题。“铝电解槽废槽衬无害化处理技术”已被国家环境保护产业协会确认为国家重点环境保护实用技术。

    该技术的成功研发在国内外铝工业界反响强烈。2007年在美国召开的TMS年会上和在北京召开的亚太六国铝工业降污减排论坛会上,包括加拿大魁北克省环保署、美铝和加铝等在内的众多国家环境保护单位和公司,对中铝公司自主研发的废槽衬无害化处理技术产生了浓厚兴趣。在我国也引起了产业部门、环保部门及电解铝企业的高度重视和关注,许多省市环保单位和电解铝厂到郑州研究院进行考察,拟推广和应用该技术,国家发改委已将该技术列入重大产业技术计划。中铝公司业已决定加大力度推动该技术的产业化实施,并率先在中铝广西分公司应用该技术,为在全国铝电解行业的推广应用做好技术示范。