【摘 要】冶炼铝的过程中会产生大量的铝渣，如果不经过处理，不仅污染环境，而且造成资源的浪费，因此对热铝渣的处理工作非常重要。本文对铝熔炼基本情况进行简单介绍，并介绍了热铝渣的处理工艺和设备，希望能为相关工作者提供一定的借鉴。
【关键词】热铝渣；处理工艺；设备
我国铝厂具有惊人的铝产量，但是铝加工的过程中会产生大量的铝渣，如果不加处理，任意丢弃会造成不良的后果。因此，企业需要对铝熔炼热铝渣的处理工艺与设备进行合理选择，从而获得更大的经济效益，更好的在社会上立足。
1 铝熔炼的基本概述
铝是一种非常活泼的金属，能够与气体还有水发生强烈的不可逆的化学反应。因此，在进行熔炼过程中，需要对处理工艺和设备进行合理的选择，严格控制好熔炼时间和熔炼温度，确保熔炼的质量。
铝熔炼的过程中会产生大量的热铝渣。热铝渣在完全冷却后会产生黑色铝渣和白色铝渣，这些铝渣会通过扒渣操作区分开来。白色铝渣的金属含量在15%-80%，是铝和铝的氧化物的混合体，是白色的，在电解铝液的过程中会产生这种白色铝渣。黑色铝渣是熔剂、铝的氧化物以及铝的混合体。它是由于对铝进行再次生产时，对一些铝材、含铝的废料进行收集，将这些收集到的混合物放入反射炉中，是对废弃物的再利用。熔剂是由氯化钠、氯化钾和氟化盐混合而成的。
金属铝在熔炼的过程中会不可避免的产生铝渣，只要与氧气接触，便会和铝发生化学反应，产生各种各样的氧化物。实际上，铝渣中也有很大铝的提取价值，其中的铝含量很高。一些铝厂十分重视对铝渣的处理，在确保铝产量的前提下，充分利用铝渣进行再次提取利用，为企业带来了可观的经济收益。随着社会的不断发展，铝渣设备也在不断更新，通过逐步升级，实现了铝的回收利用，具有很重要的现实意义。
2 铝熔炼热铝渣处理现状
现有的铝加工厂一般是在炉内加入一些分离剂，将铝灰用手或者机器扒出，通过铝灰的充分搅拌，热处理后的铝液会流入地面，然后经过一段时间的凝固会进行回收，然后将剩余的铝和铝灰卖给相关的企业。但是这种情况下，铝的回收率很低。为了能够尽可能多的回收铝灰中的铝，就会对铝灰进行捶打、搅拌等操作，这种情况下会产生大量的粉尘，严重的污染了环境。将铝灰从熔炉中扒出来之后需要对其进行搅拌和运输，这些工作需要大量的人力，工作强度很大，并且在操作过程中，温度过高，很容易造成烫伤事件。对铝灰中的铝进行回收时，需要保证反应炉中的温度不能过高，需要对混合物进行冷却。很多铝厂会对铝灰进行加热，然后加入分离剂，搅拌充分后进行分离，但是重新加热的过程中会消耗大量的人力和物力。
3 铝熔炼热铝渣的处理工艺
铝加工的过程中不可避免的就是对热铝渣的处理。对铝渣的处理能够节约能源，保护环境。同时，在对热铝渣处理之后，在回收一部分铝的时候还会剩余一些氧化铝和熔剂的残留物，能够继续参与到硫酸铝和铝粉等产品的制造中。
当下，铝加工企业对铝渣的处理方法有很多，主要有回转炒渣及筛分、压制及破碎筛分和高速搅拌及筛分三种常见方式，这三种方式都要对热铝进行冷却，进而进行筛选工作。
3.1 回转炒渣及筛分工艺
将热铝渣从炉子中扒出，并放入相应的箱子中，通过回转车转移到回转炉中，通过回转炉的不断搅拌，发生强烈的化学反应。等待一段时间，一些质量大的金属块会积聚在炉子下部，一些质量轻的渣子会存在于炉子的上半部分，这样实现铝渣的分离。在进行分离的过程中，必须严格控制好反应炉中的温度，必要时可以添加控温剂。然后将反应过后的铝溶液倒出成为铝锭物。铝渣倒入箱后在进入筛网式冷灰桶，对桶内的铝渣进行冷却处理，将温度降低到50摄氏度之下将铝颗粒与铝灰分离出来，并装入相应的袋中。
这种处理方式能够处理的渣滓量很大，铝的回收率高达80%，设备的投资不需要很大，对再生铝厂极为适用。再生产铝厂的热铝渣产生的黑色铝渣的含铁量和熔剂量都很大，如果采取其他的工艺，不仅效率不高，而且会导致出现的生成物卡在设备中，导致设备出现问题。这种处理方式在对铝渣进行处理时，是开放性的，在此过程中不可避免的会产生很多的灰尘，严重威胁到施工人员的身体健康。
这种处理方式的设备是由回转炉和冷灰桶组成。回转炉由底盘托架、电传动机构、液压升降机构、炉体和电控系统组成。冷灰桶由底盘托架、电传动机构、水循环喷淋系统、冷却系统、筛分桶体和电控系统组成。
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3.2 压制及破碎筛分工艺
要将热铝渣迅速倒入箱中，选用特殊压头，对渣箱中的铝渣进行挤压，将铝分离出来。热渣受到压头的作用，与外界隔离开来，防止其进一步与外界发生化学反应，这样能够加快对铝液的凝固，当铝形成铝锭物之后，将残留的铝渣倒入机器中进行粉碎处理，通过筛分，将铝颗粒和铝灰分离开，实现对铝的回收利用。
这种处理方式得到的是铝的固体残留物，根据不同的处理过程，会将铝渣分别分在相应的处理车间中。在处理过程中，对环境污染小，不会损害到施工人员的健康。但是在破碎筛分的过程中会产生大量的粉尘，对环境污染较大，因此可以通过专门的处理公司对铝渣进行统一处置。渣箱一般为方形，在处理过程中铝渣不易掉落，能够保持炉子周围的卫生。但是这种处理方式每次能够处理的渣滓量较少，铝渣会在空气中发生氧化，铝的回收率不超过60%，设备耗费大，对那些环境要求较高，产生白色铝渣的工厂较为适用。
这种处理设备是由压渣机、破碎机、筛分机和电控系统构成的。
3.3 高速搅拌及筛分工艺
热铝渣会被送到高速搅拌机中，铝渣通过搅拌叶片的搅拌，发生化学反应，继而向锅内喷洒水来控制锅内的温度。间隔一定的时间之后，底部会沉积一些质量大的铝渣，一些质量小的残渣会悬浮在锅的上半部分，当分开铝液与铝渣后，铝液会形成铝锭。铝渣进入到翻转装置中，然后送到冷却机中进行冷处理，铝渣会被进一步筛分成铝颗粒和铝灰，接着转入相应的袋子中。这种工艺每次能够处理的铝渣数量较大，处理方便，能够进行持续的处理，铝渣被氧化的很少，铝的回收率高达90%。整个过程处于封闭的空间中，设备的占地面积小，对空气造成的损害小，投资经费不太高，适用的铝厂较多。但是由于渣锅的底部设有出口，产生的物质很容易掉在地上，不利于锅炉周围的卫生。
这种处理设备是由热渣高速搅拌器、转送翻转装置、铝渣投入装置、冷却机、分粒机和电控系统组成的。
4 铝熔炼热铝渣处理方式和设备
4.1 人工分拣
对铝渣进行人工分拣是最为原始的方法。通过人工方式分离出热渣，避免热渣将铝烧掉，待冷却完毕后，人工挑出铝块，将剩余部分处理给特定企业。这种方式分离不完全，给工作人员带来很大的工作压力，分离效果不理想。
4.2 捻磨处理
捻磨处理方式是将热铝渣完全冷却，将铝块挑拣出来，然后将剩余的铝渣进行捻磨，进而进行分类处理，分类处理后的颗粒要在锅炉中熔炼处理，成为铝锭后进行回收。这种方式需要人工作业，还需要增添锅炉进行熔炼，回收效果很好，但是劳动强度过大，对环境造成很大的污染，这种方式是不值得推广利用的。
4.3 在线炒灰机
在线炒灰机是对现场进行相关的处理，将铝灰送到专门的车中，然后将灰车运送到升架上，通过钢绳将灰车提起，将铝渣倒入旋转的机器中，旋转的过程中进行反应，并且铝液会从孔中流出来，从而实现回收利用的目的。处理后的铝渣会被排出来。这种方式的处理，应用方便简单，提升了劳动效率，铝渣的后续处理不到位，导致铝渣中的铝含量还较高。
4.4 热渣处理系统
热渣处理系统是专门处理铝渣的系统，是机械化的生产线，需要对液体状态下的铝液进行压缩，通过搅拌对铝液进行分离。经过搅拌后的灰渣在进行冷却、捻磨和筛分之后，热状态下的铝便能实现回收利用。这条机械生产线会得到四种物质。经过充分凝固后，铝液可以进入炉内重新作为反应物进行后续的熔炼。经过筛分，会产生大块、中粒和细灰三种物质。大块一般情况下能够直接回到反应炉中，中粒在降温后，并在搅拌的时候通过加入某种物质后继续使用。可以将细灰卖给需要的企业。这种处理设备在国外较为常见，但在我国应用不是很广泛。这种设备的应用，大大降低了工作强度，降低了对环境的污染，回收铝的效率大幅度提升。
4.5 冷灰球磨处理系统
将铝渣从系统的进口倒入，通过球磨机的球磨分离，分别进行回收利用。这种分离，等级区分明显，能够直接对分离物进行利用，灰中的铝含量很低。细灰在水泥、净水剂等领域已经有了广泛的应用。
5 小结
在我们的实际工作中，应当按照渣滓量的多少、投资情况以及环境要求对热铝渣的处理工艺和设备进行合理的选择，以环境保护为工作出发点，兼顾厂家的经济收益，从而更好地提升自己的市场竞争力，获取更大的效益！
参考文献：
[1]高飞.铝渣处理设备国产化技术应用 [J].有色冶金节能，2013,11(04):44-45.
论文作者:张洪舸
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/18
标签：设备论文; 方式论文; 工艺论文; 过程中论文; 系统论文; 中会论文; 熔剂论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;