科创中国

针对二次铝灰富含大量氧化铝资源以及伴有氮化物、可溶盐、氟化物等多种物质，具有较强的反应性和不同程度的浸出毒性的问题，通过采用“多段连续强化水解浸出+高值定向转化”工艺路线处置二次铝灰，促进二次铝灰中活性组分（氮化铝、碳化铝、金属铝等）的深度解离和盐组分的高效浸出，回收氨气制备氨水，回收氢气、甲烷等可燃气作为二次燃料使用，可溶性盐经过提纯加工制备成铝用精炼剂；二次铝灰处理后的惰性高铝料不具有危险特性，可作为高铝基原料生产炼钢精炼剂、冶金级氧化铝、耐火材料、铝酸钙等产品，实现增值利用。本技术可实现二次铝灰的全量化利用，二次铝灰中的AlN、单质Al、Al4C3水解产生的氢气、氨气、甲烷分阶段回收利用，蕴含的可溶盐通过蒸发结晶转化成铝用精炼剂，剩余的惰性高铝料可作为耐火材料、铝酸钙等产品生产所需的高铝基原料。此项技术具有适应性强的特点，可处理电解铝、铝加工及再生铝行业生产过程中产生的二次铝灰，整个处置过程无任何废水、废气和固体废物产生，实现了产品的清洁增值和废物零排放利用。

（1）首创了基于靶向抑氨和梯级温度精准调控的二次铝灰湿法无害化处理技术，实现可燃气和氨气的分段稳定释放和高效纯净回收利用，处置过程安全可控；

（2）创新性地采用多段连续水解浸出工艺，协同耦合能束场强化效应，促进活性组分的深度解离和盐组分高效浸出，处置时间短、效率高、成本低；

（3）形成了二次铝灰无害化处置及全量资源化利用技术，梯级全量化利用二次铝灰处理过程气、液、固组分，实现清洁增值和废物零排放。

此项技术的推广应用有助于缓解二次铝灰产生企业的环保压力，同时可减少因二次铝灰堆存而造成占有土地和其他污染事件的发生，改善企业及周边环境质量，具有良好的环境效益。加大二次铝灰处置利用技术的产业化应用，不仅能够增加就业，还可带动相关产业发展。

二次铝灰全量资源化利用技术不仅能实现了二次铝灰中氮、氯、氟等资源的高效脱除及回收利用，更能清洁环保地实现其赋存氧化铝资源的高效利用，整个处理过程实现气、液、固组分的全量化利用，较常规处置工艺更加清洁、经济、高效，产品附加值高、利用途径广。

项目完成单位：中铝郑州有色金属研究院有限公司，是中国轻金属专业领域唯一的大型科研机构，是我国铝镁工业新技术、新工艺、新材料和新装备的重大、关键和前瞻技术的研发基地，基础研究及原创性技术成果的孵化与转化基地。

项目完成人：康泽双、刘中凯、闫琨、张永臣、田野、张腾飞、张延利、和新忠、胡秋云、李广来

此项技术于2020年在河南明泰铝业建设了年处理6万吨二次铝灰示范工程，并实现连续稳定运行，回收的可燃气、氨水和铝用精炼剂全部循环使用，产出的惰性高铝料氧化铝含量达70%以上，作为高铝基原料制备铝酸钙材料和耐火材料等产品，实现全量资源化利用。按照年处理二次铝灰6万吨估算，项目投资约8000万元，年回收粗铝约6000吨，年回收氨水约2万吨，年回收铝用精炼剂7200吨，年产高铝料约5.8万吨，年总营业收入约6848万元，综合处理成本约500元/吨，年处理成本约3000万元/年，年创造利润约2880万元。此项技术正在四川、重庆、安徽等地开展推广应用，涉及二次铝灰处理产能超过50万吨/年，预期应用后年产生效益达到2.4亿元以上。

二次铝灰全量资源化利用技术正在全国范围内推广应用，3年后预期推广规模达到年处理二次铝灰100万吨以上，普及率达到50%以上，预期年减排危废二次铝灰100万吨以上，年减少二氧化碳排放170万吨以上。此项技术工艺技术指标先进，生产的金属铝、氨水、铝用精炼剂、高铝料等产品均可实现循环利用和外售。此项技术可在电解铝、铝加工及再生铝企业推广应用，技术的应用有利于解决二次铝灰危废带来的一系列环保问题，更能为企业带来一定的经济效益。项目形成的成套技术原型及装备，可直接复制推广，应用前景广阔。此项技术成果转化模式可采用技术服务模式或技术收益分享合作模式。