鋁工業(yè)鏈中鋁灰渣的危險(xiǎn)廢物特性與管理建議

張悅清, 何欣凌, 李平, 豆葉枝, 余佳, 何健, 李菊穎, 孔德洋*

(1. 生態(tài)環(huán)境部南京環(huán)境科學(xué)研究所，江蘇 南京 210042；2. 廣西壯族自治區(qū)固體廢物和化學(xué)品環(huán)境管理中心，廣西 南寧 530028)

我國(guó)鋁冶煉加工工業(yè)規(guī)模龐大，2019年原鋁產(chǎn)量3 500萬(wàn)t，鋁加工產(chǎn)品產(chǎn)量4 100萬(wàn)t，再生鋁產(chǎn)量600萬(wàn)t[1]。鋁行業(yè)是典型的高能耗、高污染行業(yè)，在生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生了大量固體廢物，特別是危險(xiǎn)廢物，是鋁行業(yè)綠色發(fā)展面臨的阻礙。鋁灰渣是在原鋁冶煉、鋁合金加工、鋁再生利用過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢物。鋁灰渣中的氟化物、重金屬等有毒物質(zhì)具有較強(qiáng)的環(huán)境危害性，若處置不當(dāng)會(huì)造成土壤、地下水和大氣污染[2-4]。氟污染會(huì)影響植物光合作用和呼吸作用，損害人體骨骼、牙齒和中樞神經(jīng)[5]。鋁灰渣中的氮化鋁能夠與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生具有刺激性氣味的氨氣[6]。

研究表明，每生產(chǎn)1 t鋁約會(huì)產(chǎn)生0.03～0.05 t鋁灰渣[7]，據(jù)此估計(jì)，我國(guó)鋁灰渣年產(chǎn)生量近200萬(wàn) t。利用X射線衍射和X射線熒光分析，電解鋁工藝產(chǎn)生的鋁灰渣主要化學(xué)成分包括氧化鋁(Al2O3)(35%～50%)、氮化鋁(AlN)(25%～35%)、氯化鈉(NaCl)(10%～15%)、鋁(Al)(5%～10%)、氧化硅(SiO2)(2%～5%)等，鋁合金加工工藝產(chǎn)生的鋁灰渣主要化學(xué)成分包括Al2O3(85%)、鎂(Mg) (8.2%)、氟(F)(1.4%)、SiO2(1.3%)等[8-10]。由于此時(shí)的鋁灰渣中尚含有較多鋁資源[11-12]，可通過(guò)火法、篩分法、電選法、酸性浸出法、堿性浸出法等技術(shù)，對(duì)鋁灰渣中的鋁資源進(jìn)一步回收利用[13]。二次鋁灰渣資源化利用形式包括絮凝劑和吸附劑等化工原料；尖晶石、磷酸鋁、耐火材料等新材料；路用材料、陶瓷、水泥等建筑材料[14-17]。但是在資源化利用之前，需針對(duì)鋁灰渣危害特性采取針對(duì)性無(wú)害化前處理措施[18-19]。

鋁灰渣來(lái)源復(fù)雜，鋁工業(yè)鏈中各生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的鋁灰渣環(huán)境危害程度尚不明確。因此，現(xiàn)以典型鋁加工企業(yè)為研究對(duì)象，以反應(yīng)性和浸出毒性為重點(diǎn)，結(jié)合腐蝕性和易燃性，對(duì)鋁灰渣危害特性進(jìn)行研究，以期對(duì)其末端處置和固體廢物管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究區(qū)域概況

廣西是我國(guó)重要的鋁生產(chǎn)加工基地，鋁土礦資源豐富，擁有原鋁冶煉和鋁材加工企業(yè)30余家。2018年氧化鋁產(chǎn)量800萬(wàn)t，電解鋁190萬(wàn)t，鋁材180萬(wàn)t。現(xiàn)在廣西選擇了6家鋁生產(chǎn)加工企業(yè)，生產(chǎn)類型包含原鋁冶煉和鋁合金加工2類。原鋁冶煉主要原料為氧化鋁，產(chǎn)品為鋁水和鋁錠。鋁合金加工主要原料為鋁水和鋁錠，輔料包括硅、鎂等添加元素和鋁合金廢料，產(chǎn)品為鋁合金材料。

1.2 采樣時(shí)間

2019年4月和10月。

1.3 樣品采集

分別于2019年4月和10月進(jìn)行樣品采集，獲得原鋁鑄錠、鋁水運(yùn)輸、鋁合金化等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的鋁灰渣樣品共116份。同時(shí)，還采集了電解槽大修渣樣品2份和廢舊鋁合金再生環(huán)節(jié)鋁灰渣1份作為比較。采樣時(shí)記錄樣品性狀、來(lái)源、處理方式等樣品信息。樣品置于密封袋中運(yùn)輸，防止遇水受潮，4℃避光保存。

表1 鋁生產(chǎn)加工企業(yè)鋁灰渣樣品采集信息

1.4 浸出液毒性物質(zhì)測(cè)定

浸出毒性測(cè)試模擬鋁灰渣在進(jìn)行堆存、填埋過(guò)程中，毒性物質(zhì)在酸性降水作用下浸出而進(jìn)入土壤環(huán)境的過(guò)程。在電解鋁生產(chǎn)的霍爾工藝中，用氧化鋁作為原料，氟化鹽(冰晶石)為熔劑，在900℃左右高溫條件下在電解槽內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，鋁灰渣產(chǎn)生于鋁熔體表面。在鋁合金加工工藝中，原材料采用鋁水或鋁錠，添加硅、鎂、銅等中間合金，熔煉過(guò)程中添加精煉劑(無(wú)機(jī)鈉鹽)后鋁灰渣浮于熔體表面。依據(jù)鋁灰渣產(chǎn)生的工藝特點(diǎn)，浸出毒性物質(zhì)的選擇為《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn) 浸出毒性鑒別》(GB 5085.2—2007)中規(guī)定的無(wú)機(jī)元素和化合物，不涉及有機(jī)化合物。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了11種金屬元素，選擇了其中銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鋇、總鉻、砷等8種鋁生產(chǎn)工藝中涉及的毒性效應(yīng)較強(qiáng)的金屬元素，而未選擇鈹、銀、汞等3種工藝中不涉及的金屬元素。由于鋁的毒性效應(yīng)弱，且是地殼中最豐富的金屬元素，也是組成土壤無(wú)機(jī)礦物的主要元素，進(jìn)入土壤的危害性低，因此未檢測(cè)鋁元素。標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了3種無(wú)機(jī)元素，即硒、無(wú)機(jī)氟化物、氰化物。由于鋁生產(chǎn)工藝中涉及大量氟化鹽添加，而不涉及硒和氰化物的使用，因此僅選擇無(wú)機(jī)氟化物進(jìn)行檢測(cè)分析。

測(cè)定浸提液中重金屬和氟化物含量，以硫酸-硝酸混合液(pH值=3.2)浸提18 h。采用Shimadzu AA-6880原子吸收分光光度計(jì)[島津企業(yè)管理(中國(guó))有限公司]分析銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鋇、總鉻、砷8種元素，檢出限分別為0.02，0.005，0.001，0.001，0.000 2，0.01，0.001，0.000 1 mg/L。氟化物檢測(cè)采用Dionex Aquion離子色譜儀(美國(guó)賽默飛世爾)，檢出限為0.015 mg/L。

1.5 反應(yīng)性測(cè)定

由于缺少反應(yīng)性測(cè)定方法的標(biāo)準(zhǔn)和研究，因此現(xiàn)結(jié)合固體廢物遇水反應(yīng)性的測(cè)定方法[20]以及環(huán)境空氣和廢氣中氨的測(cè)定(納氏試劑分光光度法)[21]，研制了鋁灰渣生成氨的釋放率測(cè)定方法。在反應(yīng)瓶中加入10 g鋁灰渣樣品和200 mL去離子水，置于磁力攪拌器上，通入氮?dú)?，氮?dú)饬髁? L/min，通氣時(shí)間30 min，產(chǎn)生的氨氣被氨氣吸收瓶?jī)?nèi)0.01 mol/L硫酸吸收。吸收液加入500 g/L酒石酸鉀鈉溶液0.5 mL和納氏試劑0.5 mL搖勻，使用Hitachi U-4100分光光度計(jì)(日立高新)測(cè)定吸光度，氨氣釋放率計(jì)算公式如下：

R=c×V/m

(1)

式中：R——氨氣釋放率，mg/kg；c——吸收瓶中氨氣質(zhì)量濃度，mg/L；V——吸收溶液體積，L；m——鋁灰渣質(zhì)量，kg。

1.6 易燃性測(cè)定

使用固態(tài)與液態(tài)固廢燃燒性測(cè)定儀(TANYO DG10-C)進(jìn)行易燃性檢測(cè)，將鋁灰渣樣品鋪置于樣品槽(長(zhǎng)250 mm、寬20 mm、高10 mm)，用1 200℃高溫灼燒樣品一端，直到粉末點(diǎn)燃或噴燒，時(shí)間最長(zhǎng)為5 min。

1.7 腐蝕性測(cè)定

稱取100 g樣品置于1 L水中震蕩8 h，使用去離子水制備鋁灰渣樣品浸出液，使用雷磁PHSJ-3F型pH計(jì)(上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司)測(cè)定浸出液pH值。

2 結(jié)果與討論

2.1 金屬元素浸出質(zhì)量濃度

鋁灰渣樣品浸出液中銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鋇、總鉻、砷8種金屬元素質(zhì)量濃度見(jiàn)表2。由表2可見(jiàn)，檢出率最高的依次是鉛、砷、鎳、鋇，檢出率最低的依次是銅、鎘、鋅、總鉻。單個(gè)金屬元素鋅、鋇、總鉻、砷、鎳、鉛的最高質(zhì)量濃度分別為0.015，11.30，0.410，0.000 9，0.006 2，0.012 mg/L，與其相應(yīng)的危險(xiǎn)廢物標(biāo)準(zhǔn)限值100，100，15，5，5，5 mg/L相比，低1～4個(gè)數(shù)量級(jí)?？傮w而言，鋁灰渣中8種金屬元素在浸出液中濃度極低，金屬元素滲出并直接污染土壤和地下水的風(fēng)險(xiǎn)極小。

表2 鋁灰渣樣品浸出液中毒性物質(zhì)質(zhì)量濃度 mg/L

相較其他金屬元素，鋇質(zhì)量濃度較高，且在不同企業(yè)樣品中差異性較大。這是由于在合金化環(huán)節(jié)中，企業(yè)添加鋇絲作為輔料，因此造成鋁灰渣中鋇質(zhì)量濃度隨之升高。合金化過(guò)程中添加元素可能會(huì)導(dǎo)致其浸出質(zhì)量濃度相應(yīng)增多。有研究發(fā)現(xiàn)某企業(yè)鋁灰渣浸出液中鋅質(zhì)量濃度高達(dá)136 mg/L[22]。

2份電解槽大修渣樣品中金屬元素的浸出水平與鋁灰渣相似，其中鎳(0.341和0.733 mg/L)的濃度相對(duì)較高，其他金屬元素銅為0.04和0.15 mg/L、鋅為<0.005和0.025 mg/L、鋇為<0.01和0.06 mg/L、總鉻為<0.001和0.01 mg/L、砷為0.000 8和0.018 4 mg/L、鉛為0.003 和0.012 mg/L、鎘未檢出。再生鋁的鋁灰渣浸出液中只能檢測(cè)到微量鉛和砷，其他金屬元素均未檢出。

2.2 氟化物浸出液質(zhì)量濃度

氟化物是鋁灰渣浸出液毒性中最受關(guān)注的污染指標(biāo)，其浸出液質(zhì)量濃度為2～1 370 mg/L。6家企業(yè)鋁灰渣浸出液氟化物質(zhì)量濃度分別為：A企業(yè)81～113 mg/L、B企業(yè)45～1 370 mg/L、C企業(yè)30～124 mg/L、D企業(yè)2～221 mg/L、E企業(yè)3～172 mg/L、F企業(yè)80～247 mg/L。各企業(yè)氟化物質(zhì)量濃度平均值標(biāo)注見(jiàn)圖1(圖中標(biāo)注數(shù)字為平均值，誤差線為標(biāo)準(zhǔn)偏差)。由圖1可見(jiàn)，企業(yè)B鋁灰渣氟化物質(zhì)量濃度平均值最高，為(599±272) mg/L，其來(lái)源是電解鋁水的運(yùn)輸。與此相似的是，2份電解槽大修渣樣品中氟化物浸出液質(zhì)量濃度分別為507和2 200 mg/L。這說(shuō)明，與電解工藝密切聯(lián)系的鋁灰渣含有更多氟化物。電解工藝生成的鋁水，可添加精煉劑進(jìn)行除雜，鑄造成為鋁錠。企業(yè)A和C在鑄錠環(huán)節(jié)產(chǎn)生鋁灰渣的氟化物浸出液質(zhì)量濃度平均值分別為(95±17) mg/L和(77±66) mg/L，比企業(yè)B低84%和87%。以A、B、C企業(yè)為代表的原鋁冶煉企業(yè)，將鋁灰渣返回電解槽作為保溫料使用，其優(yōu)點(diǎn)是鋁灰渣能夠完全熔化于電解槽內(nèi)再次利用，并且不會(huì)產(chǎn)生二次鋁灰渣，但其缺點(diǎn)是縮短電解槽使用壽命。

圖1 6家企業(yè)鋁灰渣浸出液氟化物質(zhì)量濃度

鋁工業(yè)過(guò)程中的氟元素主要來(lái)源于電解工藝。目前常用的電解工藝是霍爾-埃魯特法[23]，以氧化鋁為原料，冰晶石(NaF和AlF3)或其他氟化鹽為電解質(zhì)，在電解槽中通過(guò)預(yù)焙陽(yáng)極導(dǎo)入強(qiáng)大直流電，在900℃左右高溫條件下，熔融電解質(zhì)在電解槽內(nèi)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成液態(tài)金屬鋁，工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 鋁生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生鋁灰渣的氟化物浸出水平

從工業(yè)實(shí)踐和替代技術(shù)研發(fā)情況來(lái)看，氟化物電解質(zhì)具有難以取代的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。氟化物電解質(zhì)吸水性和揮發(fā)性較弱，可保證電解條件穩(wěn)定。盡管也可選用氯化物作為電解質(zhì)，但其能耗高，而且會(huì)產(chǎn)生氯氣污染[24]。

由圖2可見(jiàn)，鋁合金加工以鋁水和鋁錠為主要材料，按照合金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)添加一定量的鎂、硅等材料，配置合金。在熔煉過(guò)程中添加精煉劑進(jìn)行除雜。此時(shí)產(chǎn)生的鋁灰渣仍含有大量金屬鋁資源，可進(jìn)行回收處理。D企業(yè)通過(guò)球磨篩分這種冷處理方式，利用粒徑大小分離鋁和鋁灰渣。F企業(yè)通過(guò)炒灰這種熱處理方式，利用熔點(diǎn)高低分離金屬鋁液和鋁灰渣[13]。以上2種方式的優(yōu)勢(shì)是能夠回收鋁資源，不足之處一方面是產(chǎn)生大量粉塵污染，需配合完善的除塵裝置；另一方面是殘余二次鋁灰渣，企業(yè)內(nèi)部無(wú)法最終處置。

為了比較鋁資源回收利用工藝對(duì)氟化物浸出水平的影響，分別采集并測(cè)定了2種工藝處理前后的鋁灰渣。其中，企業(yè)E不進(jìn)行任何處理，氟化物浸出濃度為(46±84) mg/L。鋁灰渣中鋁資源回收處理前后氟化物浸出質(zhì)量濃度見(jiàn)圖3。

圖3 鋁灰渣中鋁資源回收處理前后氟化物浸出質(zhì)量濃度

由圖3可見(jiàn)，企業(yè)D鋁灰渣處理前氟化物浸出質(zhì)量濃度為(26.4±15.6) mg/L，經(jīng)過(guò)球磨篩分處理后質(zhì)量濃度為(93±57) mg/L，處理后浸出質(zhì)量濃度顯著升高(p<0.05)；與此相反，企業(yè)F鋁灰渣處理前質(zhì)量濃度為(213±57) mg/L，經(jīng)過(guò)炒灰處理后質(zhì)量濃度為(130±38) mg/L，浸出質(zhì)量濃度有所降低(p<0.05)。企業(yè)D和E雖都是鋁合金加工，但是鋁灰渣在回收處理前后，氟化物浸出質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)數(shù)倍差異。這其中主要原因可能是其原輔材料不同。在原料方面，企業(yè)D使用鋁水和鋁錠為原料；而企業(yè)F在此之外還添加了廢舊鋁合金，導(dǎo)致雜質(zhì)增多，所需精煉劑用量也隨之增多。在輔料方面，企業(yè)D使用無(wú)氟精煉劑，減少了氟元素引入；而企業(yè)F使用含氟精煉劑，引入了更多氟元素。因此，原輔材料選擇不同，可能會(huì)導(dǎo)致鋁灰渣氟化物浸出程度有所不同。在鋁灰渣末端處置應(yīng)用中可以考慮不同來(lái)源鋁灰渣的差異性，選擇不同程度的無(wú)害化前處理工藝。例如，利用水浸、堿燒結(jié)-水浸混聯(lián)法、真空冶金法等工藝實(shí)現(xiàn)鋁灰渣脫氟[25-27]。

2.3 反應(yīng)性

由于金屬鋁和空氣中的氮元素反應(yīng)會(huì)在金屬鋁表面生成很薄的一層氮化鋁(AlN)，AlN與水會(huì)反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)式(2)。其不僅會(huì)造成溶液酸堿程度發(fā)生變化，也會(huì)造成空氣污染。

AlN + 3H2O → Al(OH)3+ NH3

(2)

所有樣品的氨氣釋放量為3.3～6.0 mg/kg，A—F企業(yè)樣品的氨氣釋放量分別為(5.2±0.3)，(5.1±0.9)，(4.5±0.2)，(4.1±1.2)，(4.5±1.2)，(4.8±1.1) mg/kg(圖4)，原鋁冶煉和鋁合金加工企業(yè)之間無(wú)顯著性差異(p>0.05)。從熱力學(xué)角度分析，在0～100℃范圍內(nèi)該反應(yīng)的吉布斯自由能變化均<0，反應(yīng)在環(huán)境溫度下能夠朝正方向進(jìn)行。溫度是影響鋁灰渣中AlN與水反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)境因子，溫度越高，氨氣釋放率越高[6]。X射線衍射和掃描電鏡觀測(cè)表明，AlN水解過(guò)程包含了AlN表面暴露，無(wú)定形氫氧化鋁、伯姆石(AlOOH)生成，以及三羥鋁石Al(OH)3沉淀3個(gè)過(guò)程[28]。

圖4 鋁灰渣遇水反應(yīng)釋放氨氣的釋放率

從固體廢物反應(yīng)程度的角度分析，《GB 5085.5—2007》并未規(guī)定氨氣釋放率標(biāo)準(zhǔn)，僅規(guī)定了氰化氫和硫化氫氣體釋放率標(biāo)準(zhǔn)，分別為超過(guò)250和500 mg/kg即為危險(xiǎn)廢物。首先，本研究所測(cè)定鋁灰渣的氨氣釋放率均遠(yuǎn)低于250和500 mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)。其次，氨氣的毒性遠(yuǎn)低于氰化氫和硫化氫，如《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學(xué)有害因素》(GBZ 2.1—2019)規(guī)定了氨氣的時(shí)間加權(quán)平均最高容許濃度為20 mg/m3，而氰化氫最高容許濃度僅為1 mg/m3，硫化氫僅為10 mg/m3。因此，鋁灰渣在正常溫度條件下的氨氣釋放率不足以造成人體健康風(fēng)險(xiǎn)，但是仍需注意在儲(chǔ)存過(guò)程中避免受潮，以及避免氨氣在密閉空間內(nèi)蓄積。

除了氨氣，鋁灰渣在特定機(jī)械處理后，其中的鋁能夠與堿性溶液反應(yīng)生產(chǎn)氫氣，見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)式(3)，但是該反應(yīng)在普通環(huán)境條件下不會(huì)發(fā)生[18, 29]。該反應(yīng)中的Al反應(yīng)生成AlOOH，見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)式(4)，是一種環(huán)境友好型材料，可用于制造高品質(zhì)耐火材料和鋁酸鈣水泥[30]。此外，鋁灰渣中的碳化鋁(Al4C3)、磷化鋁(AlP)、硫化鋁(Al2S3)能夠與水或水蒸氣緩慢反應(yīng)，釋放甲烷(CH4)、磷化氫(PH3)和硫化氫(H2S)等氣體[31]，具體見(jiàn)化學(xué)反應(yīng)式(3)—(7)。

2Al + 6H2O → 2Al(OH)3+ 3H2

(3)

Al(OH)3→ AlOOH + H2O

(4)

AlP + 3H2O → Al(OH)3+ PH3

(5)

Al2S3+ 6H2O → 2Al(OH)3+ 3H2S

(6)

Al4C3+ 12H2O → 4Al(OH)3+ 3CH4

(7)

2.4 腐蝕性和易燃性

所有鋁灰渣樣品在純水中制備浸出液，其pH值在8.65～11.98范圍內(nèi)，均未超過(guò)《GB 5085—2007》中pH值≥12.5或者pH值≤2.0的腐蝕性標(biāo)準(zhǔn)。A—F企業(yè)樣品的浸出液pH值分別為11.3±0.2，10.2±0.2，10.7±0.2，9.0±0.3，9.4±0.2，10.2±0.2(圖5)，原鋁冶煉產(chǎn)生的鋁灰渣腐蝕性顯著強(qiáng)于鋁合金加工(p<0.05)。在固廢燃燒性測(cè)定儀中1 200℃條件下噴燒5 min，所有鋁灰渣樣品均不能被點(diǎn)燃，可認(rèn)為其不具備可燃性。

圖5 6家企業(yè)鋁灰渣浸出液pH值

3 環(huán)境管理依據(jù)及建議

2021年版《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》于2021年1月1日起實(shí)施，規(guī)定了3類鋁灰渣相關(guān)危險(xiǎn)廢物，分別為：(1)電解鋁鋁液轉(zhuǎn)移、精煉、合金化、鑄造過(guò)程熔體表面產(chǎn)生的鋁灰渣，以及回收鋁過(guò)程產(chǎn)生的鹽渣和二次鋁灰；(2)再生鋁和鋁材加工過(guò)程中，廢鋁及鋁錠重熔、精煉、合金化、鑄造熔體表面產(chǎn)生的鋁灰渣，及其回收鋁過(guò)程產(chǎn)生的鹽渣和二次鋁灰；(3)鋁灰熱回收鋁過(guò)程煙氣處理集(除)塵裝置收集的粉塵，鋁冶煉和再生過(guò)程煙氣(包括：再生鋁熔煉煙氣、鋁液熔體凈化、除雜、合金化、鑄造煙氣)處理集(除)塵裝置收集的粉塵。上述前2類在滿足回收金屬鋁的豁免條件下，回收利用過(guò)程不按危險(xiǎn)廢物管理，但最終處置仍全過(guò)程按照危險(xiǎn)廢物管理。與2016年版相比較，2021年版名錄重新梳理了鋁冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的危廢，明確了鋁冶煉過(guò)程產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物種類及其工藝來(lái)源和危險(xiǎn)特性，鋁灰渣的危險(xiǎn)特性在毒性的基礎(chǔ)上增加了反應(yīng)性。新《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》是對(duì)鋁灰渣進(jìn)行環(huán)境管理的重要依據(jù)。

鋁加工企業(yè)首先應(yīng)按照危險(xiǎn)廢物規(guī)范化管理要求，制定完善的管理計(jì)劃、臺(tái)賬，修建符合國(guó)家要求的貯存場(chǎng)所，建立健全出入庫(kù)記錄。貯存庫(kù)應(yīng)結(jié)合鋁灰渣浸出毒性和遇水反應(yīng)性，在滿足“三防”要求上，特別注意防水。其次，采取清潔生產(chǎn)等措施，從源頭減少鋁灰渣等危險(xiǎn)廢物的產(chǎn)生量和危害性，優(yōu)先實(shí)行企業(yè)內(nèi)部資源化利用。為了減輕危廢處置的經(jīng)濟(jì)成本，電解鋁企業(yè)可通過(guò)電解槽回用的方式實(shí)現(xiàn)鋁灰渣完全資源化利用，電解鋁企業(yè)可以采用篩分、炒灰等可行技術(shù)方法對(duì)鋁灰渣進(jìn)行資源回收，實(shí)現(xiàn)二次鋁灰渣減量化。

結(jié)合生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于提升危險(xiǎn)廢物環(huán)境監(jiān)管能力、利用處置能力和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)防范能力的指導(dǎo)意見(jiàn)》，各級(jí)環(huán)境管理部門應(yīng)統(tǒng)籌涉及鋁灰渣類危險(xiǎn)廢物處置能力建設(shè)。建議有條件的地區(qū)結(jié)合本地實(shí)際情況制定鋁灰渣類危險(xiǎn)廢物資源化利用污染控制標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范，指導(dǎo)鋁加工企業(yè)有方法、有序地處理鋁灰渣，加強(qiáng)鋁灰渣處置過(guò)程中污染防治。鋁灰渣缺少國(guó)家通行認(rèn)可的利用或者處置技術(shù)，工業(yè)和信息化部鼓勵(lì)和扶持易操作、低成本、少污染的鋁灰渣資源化和無(wú)害化處置技術(shù)投產(chǎn)，可根據(jù)不同來(lái)源鋁灰渣浸出毒性和反應(yīng)性程度，對(duì)其進(jìn)行脫氮、脫氟處置和分類管理。目前，具有危險(xiǎn)廢物處置資質(zhì)的鋁灰渣資源化利用方式有利用石灰石和二次鋁灰為原料生產(chǎn)鋁酸鈣；利用二次鋁灰經(jīng)過(guò)高溫固氟和脫氮處理后，生產(chǎn)高鋁熟料(氧化鋁基粉料)。

4 結(jié)論

(1)鋁灰渣具有明確的浸出毒性，氟化物是其中的主要危害因子，銅、鋅、鎳、鉛、鎘、鋇、總鉻、砷等8種金屬元素危害性可排除。鋁灰渣樣品浸出液氟化物質(zhì)量濃度為2～1 370 mg/L，其中原鋁冶煉所產(chǎn)生的鋁灰渣顯著高于鋁合金加工所產(chǎn)生的鋁灰渣，鋁水運(yùn)輸抬包中產(chǎn)生的鋁灰渣質(zhì)量濃度最高，平均值高達(dá)599 mg/L，超過(guò)危險(xiǎn)廢物限值標(biāo)準(zhǔn)5倍。原鋁冶煉企業(yè)將鋁灰渣返回電解槽使用可實(shí)現(xiàn)其完全資源化利用，鋁合金加工企業(yè)使用球磨篩分的冷處理工藝和炒灰的熱處理工藝回收鋁資源，球磨篩分后浸出液氟化物升高，而炒灰后浸出液氟化物濃度降低。在鋁合金加工環(huán)節(jié)中，原輔料中是否添加廢舊鋁合金、精煉劑是否含氟是影響不同企業(yè)間鋁灰渣氟化物濃度的可能因素。

(2)鋁灰渣與水反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的釋放量為3.3～6.0 mg/kg，正常狀態(tài)下釋放率不足以造成健康風(fēng)險(xiǎn)。鋁灰渣在純水中浸出液pH值為8.65～11.98，不具備腐蝕性。同時(shí)，鋁灰渣也不具備易燃性。

(3)面對(duì)鋁灰渣類固體廢物全面納入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，鋁加工企業(yè)應(yīng)按照名錄做好企業(yè)內(nèi)部鋁灰渣的識(shí)別和管控，對(duì)其進(jìn)行減量化、資源化利用，針對(duì)浸出毒性和反應(yīng)性建造或改造儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)；環(huán)境管理部門需統(tǒng)籌鋁灰渣類危險(xiǎn)廢物無(wú)害化處置技術(shù)審批和能力建設(shè)。