电解铝危废处理的市场前景分析

　　摘要：电解铝生产过程会产生一系列的危险废物主要包括：铝灰、残阳极、碳渣和电解槽大修渣四类。电解铝废物中普遍含有可溶的氟化物、氰化物，遇水溶出，对周边环境造成严重危害，因此必须对电解铝危废进行妥善处理，本文针对电解铝危废处理的市场前景进行了深入地分析。

　　目前世界全部的金属铝都采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产，所谓冰晶石-氧化铝熔盐电解法是以熔融冰晶石作溶剂，氧化铝作溶质，反应在950~970℃之间，在直流电的作用下发生电化学反应，Al³⁺在阴极得到电子生成金属铝，O^2-在阳极失去电子并与碳阳极发生反应生成CO和CO₂，生成的金属铝液沉积在电解槽内，一定量后通过真空抬包抽出送至熔铸炉熔铸。

　　电解铝危废过高的处理费倒逼企业进行无害化处理

　　以前铝厂普遍采用填埋、堆存的方式处理这类废物，此种处理方式会导致可溶性氟化物、氰化物通过各种方式逸散到自然环境中，危害动植物及人类的生存环境。对于电解铝生产企业需要建设危险废物填埋场(按照GB 18598-2001执行)，或将产生的危险废物交由有相应危废处理资质的企业进行处置。电解铝危险废物填埋场建设和运营成本约为2800元/吨，交由外部企业处置费与填埋标准持平。如此高的处置成本倒逼电解铝企业对电解铝危废进行无害化或资源化处理。

　　电解铝危废处理的市场空间极其广阔

　　2017年底统计，全国电解铝产能4580万吨，运行产能3660万吨，产能运行率80%，电解铝产能最大的省份为山东产能1182.3万吨，运行923.3万吨，新疆产能794.5万吨，运行673.7万吨，内蒙古产能472.5万吨，运行产能405.5万吨。山东、新疆、内蒙古三省合计运行产能2002.5万吨，占到全国运行产能的55%。目前我国的电解铝产能较为集中，前十大电解铝厂总产能占全国总产能的70%以上，按产能排列，我国十大电解铝企业为：中国宏桥、中铝、信发、国电投、东方希望、锦江集团、酒钢东兴、云铝、神火、天山铝业。下面对不同种类的电解铝危废

　　(1)二次铝灰

　　铝灰是电解铝或二次铝在熔铸炉中浮于铝液表面的灰渣，主要由铝液中不熔的夹杂、加入的澄清剂、铝液氧化生成的氧化铝等构成，具有保温和防止铝液氧化的作用，熔铸过程会定期扒出灰渣被称为铝灰或一次铝灰，铝灰中金属铝含量在70~80%，通常采用炒灰或压榨等方法回收铝灰中的金属铝，灰渣冷却后进一步细磨筛分出铝颗粒，得到的细灰即为二次铝灰。

　　电解铝工序吨铝二次铝灰产量为10~20kg，铝合金熔铸吨铝二次铝灰产量为20~30kg，再生铝重熔吨铝二次铝灰产量100~150kg。目前全国二次铝灰年产量约为200万吨，主要产地为山东、内蒙、新疆、河南等地，山东地区年产量约为50万吨。

　　(2)电解槽大修渣

　　随着生产进行，电解槽会逐渐发生损坏，约3-7年需要进行大修更换槽衬和阴极钢棒，产生的固体废弃物称为电解槽大修渣，平均每生产1t电解铝产生30~50kg的大修渣。电解槽大修渣主要包括阴极炭块、耐火砖、扎糊、防渗浇注料、耐火砂浆以及绝热板等;按重量组成，炭块、氟化物和耐火材料各占1/3。以目前电解铝运行产能3660万吨，计算年产电解槽大修渣110~180万吨。

　　(3)阳极碳渣

　　预焙阳极是由石油焦、沥青焦、沥青通过破碎、煅烧、配料、混捏等工序烧制而成，预焙阳极质量不合格，强度低、空隙度大、杂质含量高，在电解质冲刷和侵蚀下导致碳粒从表面脱落进入熔池形成碳渣，这是碳渣形成的主要原因，同时电解过程反应生成的固态碳、从阴极内衬剥脱的碳素以及电解铝原料带入的杂质也是构成碳渣的来源。碳渣堆积在电解熔池表面会导致电流的不稳定，为减少对电解过程的不利影响，碳渣需要人工及时捞出槽外。

　　碳渣的产生与阳极质量有直接关系，根据生产经验，每生产1t电解铝约产生15kg左右的阳极碳渣，以目前电解铝运行产能3660万吨，计算国内年产电解槽大修渣约55万吨。

　　(4)残阳极

　　电解过程逐渐消耗阳极，目前我国吨铝阳极消耗量在450~500kg/t当阳极消耗到一定程度时，需要定期更换，更换下来的阳极为残阳极，不同的电解槽残阳极产量差别较大，残阳极质量约为新装阳极质量的15%~25%，目前残阳极产量约为300万吨，但大多返回企业阳极车间自身消化。

　　结语

　　电解铝行业是高污染、高能耗的产业，同时存在严重的产能过剩，一些电解铝企业生存较为困难，针对这种现状国家采取淘汰落后企业的措施来增加行业集中度，因此对企业的环保要求就越来越高。随着国家环保力度的加强，电解铝危废的处理越来越受到重视，高昂的处置费也倒逼企业进行自我处理，因此可以预计，电解铝危废处理的市场空间会逐步释放。