铝渣回收处理技术及经济分析

摘要：随着世界能源供应的日趋紧张和环境压力的增大，铝工业面临节能降耗的紧迫任务，对铝的回收是其中一个重要环节。本文重点介绍了铝炉渣的处理技术及装备特点，并分析了设备投入所取得的经济效益。
关键词：铝炉渣  回收处理  技术设备  节能 
        0 引言
        近年来我国铝工业发展迅速，原铝产量和消耗量已稳居世界第一位，然而，铝工业又是典型的高能耗产业，且国内大部分的铝加工企业的综合成材铝约在70%左右，与国际水平先进水平差距很大，如何节约能耗，降低成本显得格外重要。
        采用火焰反射炉熔炼铝合金，由于炉料不同，渣量为炉料量的2%～5%，而渣中的含铝量为渣量的40-60%左右。因此，正确的处理铝渣，具有非常重要的意义。 
        我国每年产生的铝渣量和从铝渣中回收的金属量，目前还没有这方面准确资料。从日本1994年资料统计：所有铝加工行业造渣量307Kt，回收金属量88Kt，灰渣量219Kt，可见从铝渣中回收率是很可观的。同时，回收金属后的渣灰又可用于钢铁造渣剂、电解铝槽的覆盖剂、水泥行业、研磨料、肥料及印刷等行业，也为铝加工企业带来不小的经济效益。
        1 铝渣的组成性质及其处理措施
        铝渣的主要成分就是氧化铝和一些非金属夹杂，铝渣通过扒渣工艺从炉内扒的同时会有夹杂的金属铝被带出。
        1.1 铝渣基本组成及性质 基本组成：金属铝(占渣量的40-60%)，Al2O3，Fe/Si/Mg的氧化物及K/Na/Ca/Mg等的氯化物等；
        基本性质：铝渣的温度较高，遇空气可发生氧化反应，在铝渣冷却的过程中，会造成大量的金属因为氧化烧损而损耗，同时铝渣对接触物腐蚀性强（吸入危害健康）。
        1.2 减少铝炉渣的措施 铝合金熔炼过程中，随着渣量增加，铝熔损及扒渣时带出的金属铝也会增多，我们进行铝炉渣处理的目的不是造出大量的铝渣进行回收处理，而是在保证铝液品质的前提下减少铝渣量，因此如何采取措施减少铝渣量也是至关重要的。渣量多少与熔炼温度、炉料状态、生产工艺等因素有关。正常生产中可从以下几方面减少渣量：①合理的炉子几何尺寸及加料顺序。②严格控制熔炼温度，防止过热，火焰喷射应有一定的角度，以便缩短熔炼时间。③合适的熔剂量和精炼时间，搅拌要平稳，不破坏熔体表面氧化膜，适时对铝熔体覆盖。④对废杂铝分类、清洗，对比表面积大的细碎炉料用压力机打包。⑤扒渣前对渣进行处理。如使用造渣剂使铝熔体与渣中氧化物的湿润性变小，使混在渣中的颗粒状铝滴脱离而出，回到熔体中。⑥合理掌握扒渣时机。熔体温度低时渣与熔体的浸润性较好，渣中混有相当数量的熔体，若此时扒渣，随渣带出的熔体重量约是渣重量的60%。⑦使用专业的扒渣工具及工艺。
        2 铝渣回收处理技术
        我国的铝渣回收处理技术工艺起步较晚，设备和工艺较为落后，很多企业仅仅采用手工分拣冷却后直接低价外卖，不但工作劳动强度大，污染严重，回收率低浪费大，且对工人的健康造成很多伤害。
国外铝渣处理技术经过多年发展和完善，已形成了比较有代表性的技术设备。
        2.1 MRM方法 日本企业多数采用MRM方法处理铝渣。该工艺是把热铝渣直接送入带有搅拌装置的设备中，使铝液沉积于设备底部，这时要加入能产生放热反应的熔剂，使渣保持所需温度。剩下的铝渣还可进一步进行筛选、粉碎、熔化回收铝，为二次回收处理。
        2.2 IGDC方法 从熔炉中取出热铝渣，放入冷却渣盘内，通入氮气防止金属氧化。特点是氧化损耗少，操作环境好。缺点是渣量多时要使用多台设备。金属回收后的废渣可进行二次回收。IGDC方法总金属回收率相比MRM方法稍低。
        2.3 AROS方法 将冷却、破碎、筛选组合在一起，在低氧化气氛中处理输送渣部分要密封。滚筒中氧与热渣中的金属反应将氧消耗掉后，就能维持低氧状态。设备紧凑、适合处理渣量较少的情况。