广西百色银海铝业有限责任公司 广西百色 533000
摘要：危险废物因具有毒性、易燃性、腐蚀性和反应性等多种危害特性，如果暴露于环境中将会对人类健康和生态环境造成很大威胁。针对电解铝工业产生的大量含氟危险废物，综述了国内外该类危险废物处理技术的发展历程和研究进展，并就目前国内电解铝工业危险废物的两种典型处理工艺进行了对比分析，从而提高我国危险废物无害化利用和处理处置能力，促进危险废物处置利用行业有序发展。
关键词：电解铝工业；危险废物；处理技术；发展方向
1 前言
随着人类生活水平的提高和工业化进程的飞速发展，产生的危险废物数量不断增加，对生态环境和人类健康构成严重危害。危险废物指具有各种毒性、腐蚀性、易燃性、爆炸性、反应性和（或）感染性的废物，其所引起的环境事故和危害持续时间长，隐蔽性大。根据2016年国家环保部颁布的《国家危险废物名录》，所列危险废物共46类，基本涵盖了世界卫生组织欧洲地区办公室推荐的应予有限考虑的7大类有毒或危险废物。我国2015年危险废物产生量达到6000万吨以上，同时由于危险废物处置设施有限，导致大量危险废物长期堆存、无序排放以及非法转移，从而引发各种环境污染事故［3］。本文针对目前我国危险废物处置利用技术及能力现状分析，提出了危险废物处置利用的发展方向，以促进危险废物处置利用行业健康、快速、规范化发展。
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2 危险废物的处理现状
2.1 危险度物历史堆存底数不清
目前，工业危险废物的流向、种类、数量、分布、环境风险、自建利用处置设施等具体情况不清晰，导致历史堆存底数不清，同时，历史遗留重金属危险废物堆存量大，处理难度较大，如截止2015年底，湖南省历史遗留重金属危险废物污染源107个，地处自然保护区、水源地保护区等环境敏感地区的渣场有20个，尚有60％历史遗留重金属危险废物的渣场还未启动治理工作。
2.2 危险度物处置利用整体水平有待提高
目前，全国大多数城市建设了较髙水准的集中处置设施，以资源回收为目的，规模和利用仍处在中等水平。部分危险废物种类无害化处理处置利用水平不高，另一方面，由于在危险废物储存、处置和利用等方面设施不健全，导致个别设施存在超标排放，其技术和运行管理水平较低，严重制约了危险废物处置利用行业的发展。
2.3 处置利用能力区域失衡
由于我国行业种类繁多、地域辽阔，危险废物的来源、种类和产生数量加上市场和技术的变化而具有相对的不确定性，同时缺乏科学有效引导，导致危险废物的集中处置、利用力区域不平衡、结构不合理，即一些地区能力过剩，一些地区能力不足。一些类别的危险废物，特别是具有较高市场价值的危险废物（如废蚀刻液等）利用能力过剩，甚至引发恶性竞争；而一些类别的危险废物处置利用能力则严重不足。
2.4 危险废物集中处置监管能力不足
危险废物全过程监管机制尚未建立，导致执法不严，废物流失、非法倒卖、私自简易处置等行为依然存在，企业自有危险废物处理设施的监管由于缺乏有效手段而无法开展，全国危险废物污染防治工作与各地区环保主管部门危险废物监管任务量较大，现有监管能力仅能满足危废经費许可单位的管理，对产废单位的监管难以到位，存在无证经营和违规经营情况，同时对危险废物转移监管难以到位。此外，对潜在危险废物的鉴别是我国危废监管中亟待解决的问题。
3 国内电解铝工业危险废物处理技术
按照我国2014年电解铝产量24.38Mt计，2014年我国产生了不低于0.73Mt的废槽内衬。因此，国内对该类危险废物的处理也非常重视。2007年国家发改委曾专门下发文件，将“电解铝固体废弃物无害化处理与综合利用技术开发”列为国家重大产业技术开发项目，提出要尽快在无害化处理和资源化回收利用技术上实现突破。
3.1 焙烧工艺
中国铝业股份有限公司针对包括废阴极在内的废槽衬开发出了具有我国自主知识产权的电解铝废槽衬无害化技术。该技术以含氧化钙的矿物为反应剂，以含二氧化硅的物料为添加剂，以烟煤为外加燃料，采用回转窑进行热处理，尾气用氧化铝吸附；处理后的物料用石灰水淋洗进行二次反应，石灰水循环利用。处理后可使废槽衬中可溶性氟化物及氰化物含量下降95%以上，固体渣中可溶性氟化物含量低于50mg/L，氰化物含量低于1.0mg/L，固体渣和烟气均满足国家环保排放要求。固体渣约含20%（w）的氟化钙，可用作水泥原料催化水泥的烧成反应以节约萤石粉，还可用作耐火材料的工业原料，或用于铺路等用途。载氟的氧化铝则可返回铝电解槽循环使用。
3.2 浮选—浸出工艺
北京矿冶研究总院与中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司联合开发了一种综合回收利用炭质废阴极和废SiC-Si3N4耐火保温材料的技术。该技术采用浮选工艺分离回收炭质材料和电解质，采用物理与化学相结合的方法回收电解质和碳化硅粉，主要程序有粉磨、浮选、酸浸、蒸发等。将破碎后的废炭质阴极进行颗粒细化（粉磨）以满足浮选要求；然后经初步水浸后加入浮选药剂（捕收剂、起泡剂、抑制剂、分散剂和pH调节剂等），水浸的目的是初步浸取氟化钠等溶于水的电解质；加入浮选剂后经粗选、细选和扫选得到炭粉和矿浆。所得炭粉纯度较高，炭回收率可达97.77%；矿浆经蒸发可得电解质，再经焙烧即可得高纯度电解质，可满足直接返回电解槽使用的要求，氟回收率达81.43%。废SiC-Si3N4耐火保温材料经破碎、粉磨和初步水浸后，加入稀盐酸浸取Na3AlF6等难溶于水的电解质，再经过滤、蒸发等程序即可得纯度约96.45%的Si C-Si3N4，满足制备超细耐磨材料的要求。工艺过程中产生的废液加石灰水生成氟化钙，经过滤蒸发变为无害化钙渣。废阴极粉粒浮选及后续过滤过程中可能产生的氟化氢气体利用干法（氧化铝吸附）回收利用。
4 我国电解铝工业危险废物处理技术的发展方向
我国对电解铝工业危险废物处理技术的研究相对起步较晚，但从以上国内相关研究现状可以看出，湿法已经代替火法成为电解铝工业危险废物处理技术的研究重点和发展方向，而湿法技术的研究主要包括浮选技术和化学浸出技术。需要指出的是，目前国内相关研究者对湿法工艺条件的控制基本停留在宏观层面，而有价元素的进一步高效回收显然需要对条件进行精细控制，因此，还需要从理论层面和分子水平进行深入研究。
5 结语
电解铝工业产生的危险废物中所含有的炭质材料、氟化物都属于可回收利用的二次资源。从国内和国外相关处理技术的发展历程可以看出，实现电解铝废槽衬的资源化处理是当今世界面对资源与环境双重压力的必然选择。
参考文献：
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[2]苟护生,左良. 我国电解铝工业的现状和国际竞争力分析[J]. 中国有色冶金,2004,05:1-4+7-77.
[3]吕森宝. 浅谈我国电解铝工业集中度[J]. 轻金属,2006,04:32-35.
[4]伍进伟. 我国电解铝工业国际竞争力的分析[J]. 有色金属设计,2003,03:6-10.
论文作者:张第
论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期
论文发表时间:2017/7/17
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