二次铝灰资源化研究进展

二次铝灰是熔铝产生的熔渣经提铝后产生的,由金属铝、氧化铝、氮化铝和盐类精炼剂等组成,因具有反应性和毒性被列为HW48危险废物,其无害化处置与资源化利用是亟需解决的难题。二次铝灰具有危险性是由于存在氮化铝和盐类精炼剂,其处置技术分为湿法、火法和湿法-火法联合3种工艺。湿法是采用水解氮化铝回收氨气、溶解并回收盐类精炼剂,最后得到氧化铝;火法是二次铝灰经熔融或煅烧分解氮化铝和盐类精炼剂,制备建筑材料或耐火材料。综述了二次铝灰的理化特性、环境危害、资源化技术,展望了二次铝灰研发和产业化的发展方向,为二次铝灰的资源化利用提供了参考。     

中铝郑研院二次铝灰综合利用生产线成功试运行

正近日,中铝郑州研究院设计建成的年处理12万t二次铝灰全量资源化综合利用项目一期建设(年处理6万t)在河南某铝业公司完成并试运行。截至2020年12月17日,生产线已处理二次铝灰1 000 t,回收粗铝(金属铝含量60%以上)约90 t,回收高铝料约700 t,可制备成镁铝尖晶石、炼钢精炼剂和铝酸钙粉等系列产品,性能均达到国家或行业相关标准,可广泛用于建材、冶金和耐火材料等领域。     

二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的研究

二次铝灰中仍含大量铝,对其进行回收具有重要意义。文中以二次铝灰为原料,通过盐酸浸出处理后再添加铝酸钙制备聚合氯化铝（PAC）,研究了HCl浓度、浸出温度、时间、液固比,铝酸钙添加量等因素的影响。综合考虑,适合二次铝灰酸浸制备聚合氯化铝的较优条件为:水洗后的二次铝灰在HCl浓度为6 mol/L,液固比为4∶1 mL/g,温度为85 ℃条件下酸浸2 h,此时的酸浸液中加入12 g/80 mL的铝酸钙,温度为85 ℃条件下反应1.5 h。该条件下酸浸过程中铝的浸出率为48.67%,且制得的液体PAC完全符合国家标准。      

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石(MA)材料的研究.热力学分析表明,二次铝灰添加MgO,理论上可以制备出MA材料.研究结果表明,当二次铝灰和氧化镁质量分数比为1:0.2,在1100～1500℃范围内,均能制备出MA材料;随烧结温度升高,MA材料纯度和结晶度明显提高,抗压强度呈升高趋势,显气孔率呈下降趋势.当烧结温度为1400℃时,所制备出MA材料显气孔率和体积密度分别为9.65％和2.02 g/cm3,线变化率和抗压强度分别为38％和89.8 MPa,材料抗压强度达到国家行业标准《镁砖和镁铝砖》(GB/T 2275-2007)(40 MPa),即抗压强度≥40 MPa标准.上述结果表明,在二次铝灰中添加适量氧化镁,可以将二次铝灰烧结制备成镁铝尖晶石材料,实现资源化利用.     

铝灰资源回收专用处理设备的开发与利用

铝冶炼和铝加工企业,特别是铝合金制造企业为获得高质量、高纯度的铝锭或铝合金,在熔炼过程中,一般都会加入各种溶剂、精炼剂等,固体溶剂和精炼剂熔融之后,都会与融体中的杂质进行反应,产生一定数量的浮渣,一般俗称为铝灰。铝灰中含有大量的金属铝,对铝灰中存在的金属铝的回收利用提出相应的解决途径。     

二次铝灰资源化利用现状及展望

目前,在我们国家每一年都会产生大量的铝灰,铝灰被国家纳入到危险废物类别之后,再运用过去粗放化的处理方法已完全行不通。现如今,我们国家对铝灰的处理还只是以回收金属铝为主要方法,对比国外,始终处在初级起步阶段,尤其是针对二次铝灰,到现在依然缺少高效成熟的处理技术。二次铝灰当中金属铝的铝含量不高,存在较为复杂的杂质成分,处理过程需要消耗大把的资金,综合运用难度非常高。当前所使用的处理方法会给环境带来较大的威胁,急需规范化的处理方法。因此,文章从二次铝灰的概述入手,分析二次铝灰资源化利用现状,提出二次铝灰的利用技术,探究二次铝灰资源化利用的未来展望。     

二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能的影响

国内二次铝灰产量大,且总铝含量不低,堆放过程中受到雨水淋溶,导致自然水体被污染和土壤盐碱化等危害。在前期研究的基础上,以再生铝行业产生的二次铝灰为主要原料,采用固相烧结法开展二氧化硅含量对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能影响的研究,并采用XRD、SEM及红外谱图等手段分析烧结产物。研究结果表明,二次铝灰和氧化镁质量分数比为1∶0.2时,在1 400℃条件下烧结,保温3 h,二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料;二氧化硅对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料性能有影响,添加5%二氧化硅时,所得镁铝尖晶石材料性能最佳,体积密度为2.03 g/cm³,线变化率为0.42,抗压强度为91.1 MPa;含5%～20%二氧化硅的原料样品在1 400℃烧结,烧结材料主要物相为MgAl₂O₄,随二氧化硅含量增加,MgAl₂O₄衍射峰强度减弱,烧结体中出现较厚纤维状组织,材料致密性提高,适量二氧化硅的存在对二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料起到促进作用;在烧结过程中,产物的晶胞常数和晶胞体积都经历先变大后...     

二次铝灰酸解渣温和脱硅制备镁铝尖晶石

二次铝灰是铝工业熔铸过程产生的危险废弃物,可用于制备高值镁铝尖晶石材料,但其中的硅易转化为低膨胀性硅酸盐,影响产品品质。提出二次铝灰酸解渣温和脱硅—成型烧结制备镁铝尖晶石工艺,考察了NaOH浓度、液固比、温度和时间对脱硅率的影响,并对脱硅过程进行了动力学计算与转化行为分析。结果表明,脱硅过程的最优反应条件为：NaOH浓度100 g/L、液固比6 mL/g、反应温度70 ℃、反应时间10 min,硅脱除率可达49.60%。当轻质氧化镁添加量20%、成型压力150 MPa、烧结温度1 600 ℃、烧结时间3 h时,所制备的镁铝尖晶石体积密度为2.76 g/cm3,显气孔率为21.85%,满足工业使用要求。本研究可为二次铝灰的资源化利用提供新思路。     

二次铝灰烧制镁铝尖晶石固相反应动力学及材料耐水蚀性能

以再生铝行业二次铝灰为主要原料,开展二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的研究。材料物相分析表明:二次铝灰可以烧结制备镁铝尖晶石材料。根据适宜的原料配比,在不同温度条件下烧结制备材料,进一步探讨烧结温度对材料耐水蚀性能的影响。二次铝灰烧结制备镁铝尖晶石材料的晶化反应表观活化能E_a=104.54 kJ/mol。在1 200~1 500 ℃烧结3 h,材料水化反应动力学方程依次为:（1-（1-5.76η）1/2）2=kt,（1-（1-6.15η）1/2）2=kt,（1-（1-6.43η）1/2）2=kt和（1-（1-6.34η）1/2）2=kt;1 400 ℃烧结3 h,材料水化率为8.83%,达不到高耐水性材料标准（0.2%）要求。      

Desulphurization of Hot Metal and Ferronickel With Calcium Aluminate Fluxes

Traditionally, fluxes containing calcium fluoride and other additives are used for the treatment of hot metal and molten steel. Recently, magnesium powder or lime-Mg mixture is used more popularly in hot metal desulphurization. However, the use of calcium fluoride has been restricted due to environmental concerns, and the supply of magnesium is uncertain for the countries, which are short of magnesium resource. For those reasons, calcium aluminate fluxes are a possible alternative to replace slags containing calcium fluoride or magnesium. Calcium aluminate fluxes can be produced from three different raw materials: (1) high-quality bauxite, (2) residuals from aluminum dross treatment processes and (3) waste products from alumina production. Due to the limited amount and high cost associated with high-quality bauxite, the other two sources are preferred based on both economic and environmental considerations. The objective of this paper is to examine the use of waste slags and by-products from the aluminum industry as potential refining fluxes for the steel industry so that waste disposal from the aluminum industry can be reduced with economical and environmental benefits for both industrial sectors.     

二次铝灰中氟、氯的浸出与回收分析

为了研究二次铝灰中氟、氯等有害元素在水溶液中的浸出规律和无害化处理的方法，针对某铝厂生产过程中产生的二次铝灰中含有的氟氯化合物进行了浸出影响因素分析，考察了不同浸出时间、液固质量比、浸出液pH值、浸出温度对氟氯浸出率的影响。结果表明，最佳的工艺参数为浸出时间为8 h，液固质量比为6，浸出液pH值为4，浸出温度为60 ℃，氟、氯元素的最大浸出率分别为87.67%和99.02%。分离后滤液经蒸发回收氯盐与氟盐，冷凝液回用到浸出工序，滤渣无有害元素析出后可以作为原料生产免烧砖等建筑材料，实现了二次铝灰的无害化处理和资源化利用。     

多模式全连续铸轧产线卷渣缺陷分析及控制

通过扫描电镜和能谱分析仪对低碳低硅铝镇静钢表面卷渣缺陷微观形貌进行观察和能谱分析。结果表明,低碳低硅铝镇静钢表面较短条状卷渣缺陷的主要成分为钙、铝和氧,为典型的钙铝酸盐夹杂物;较长条状卷渣缺陷的主要成分为钙、硅、氟、钠和氧,为典型的保护渣成分。针对不同类型的卷渣缺陷及其成因,分别在炼钢工艺的挡渣出钢、精炼工艺的升温时间和钙含量以及连铸工艺的中间包控流装置、中间包保护气氛、结晶器液面波动、钢包下渣和结晶器保护渣等方面进行改造、控制和优化。采取上述措施后,因低碳低硅铝镇静钢表面卷渣缺陷造成的产品降级率由大于10.0%降至1.5%以下,产品质量得到明显提升。     

转炉轴承钢非金属夹杂物来源分析

从转炉出钢到连铸各个关键工序,采用示踪的方法系统研究了淮钢长流程(转炉-精炼-真空处理-连铸-轧制)生产的轴承钢中非金属夹杂物来源,重点对精炼、真空处理、连铸3个关键工序钢液中非金属夹杂物情况进行取样分析。结果表明,淮钢长流程生产的轴承钢非金属夹杂物类型为氧化铝、钙铝酸盐、镁铝尖晶石和二氧化硅,非金属夹杂物主要来源于精炼内生、二次氧化和精炼搅拌卷渣或连铸钢包下渣,其中大颗粒非金属夹杂物主要来源于钢包卷渣或连铸钢包下渣,大颗粒非金属夹杂物类型主要为铝酸钙。     

长短腿RH精炼炉替代摇包冶炼铁合金新方法

优化摇包生产工艺是冶炼中低碳锰铁与中低碳铬铁的研究重点。借鉴炼钢用RH精炼炉的基本原理,提出采用长短腿RH精炼炉替代摇包生产铁合金的新方法。介绍了炼钢用RH精炼炉的基本工艺思想,并对长短腿RH精炼炉用于实现渣金两个液相混合的原理、方法与可行性进行了分析。分析表明,长短腿RH精炼炉可以完成渣金两相的高效混合与快速分离,同时还可以借鉴RH精炼炉的精炼功能完成洁净铁合金生产;解决长腿耐火材料的使用寿命问题是实现长短腿RH精炼炉实际生产的关键问题。     

钢水精炼喂Ca-Si线技术的研究和应用

喂Ca-Si线技术是继喂Al技术后的又一精练手段，向钢液中喂Ca-Si线，进行钙处理具有良好的冶金效果，喂线后钢中钙，铝比达到0．09以上时，钢中Al2O3夹杂能获得较好的变性，夹杂物球化率提高，有利于改善钢材力学性能；改善钢水流动性，易于浇注，提高成材率，在生产实践中不断完善工艺，提高应用效果，是精炼技术的又一方向。     

用甲醇生产直接还原铁的可行性探讨

钢铁工业的调整离不开电炉炼钢的发展,而直接还原铁又是电炉炼钢发展的关键,气基竖炉生产直接还原铁在中国是短板,缺乏煤制气-竖炉技术和天然气资源。提出了一项新的还原工艺"一种利用甲醇裂解生产直接还原铁的设备及工艺",阐述了甲醇在新工艺中所体现的优点,并从使用国内煤制甲醇和进口甲醇两方面分析了甲醇作为还原剂的可行性。分析认为,从未来的发展趋势看,用甲醇生产直接还原铁的新工艺具有环保、节能、流程短等明显优势,不需要煤制气-竖炉复杂的衔接工艺,解决了还原剂的来源问题,是值得推广和发展的新思路。     

Cementitious Phases in Ladle Slag

Ladle slag is an internal by‐product generated within the steelmaking industry during the refining of steel. The realisation of beneficial inherent properties of ladle slag as a binder supplement or substitute material is believed to be advantageous with respect to both economy and environment for steelmakers. For this reason, the current study has focused on highlighting the properties of ladle slag that are pertinent to the formation of calcium aluminate hydrates. Three fractions of ladle slag, two of which were based on different slag formers, have been characterised using XRF, XRD and calorimetric analysis. Commonly known hydraulic minerals such as mayenite, tricalcium aluminate and dicalcium silicate were detected during analysis. An important aspect in the utilisation of ladle slag is the slag handling methodology. Therefore, this study also highlights and discusses the need to reconsider slag handling procedures concerning unnecessary exposure to weathering and the possible need for further processing of the slag in order to better employ the inherent hydraulic properties of this material.