大家都知晓，铝灰是在电解铝、铸造铝、再生铝进行冶金熔融时，漂浮在铝液上层的浮渣和撇渣，以及后续经过炒灰、球磨等处理过程后剩余的残渣，尤其是最后的残渣，它是纯粹的铝灰。铝灰（渣）主要由金属铝和非金属氧化物构成，其中氧化铝通常占比在 60%以上，其他氧化物包含氧化硅、氧化镁、氧化钠、氧化铁、氧化钙、氮化铝等。仅“等”字，就囊括了铝灰以及比上述更多的元素。这意味着铝灰的成分很复杂。实际上，每个企业产出的铝灰也是各不相同的。今天，小编就铝灰的来源、本质、处理方式、需要注意的事项以及相关政策等方面，进行了一文详解。

铝灰从哪里来？

铝灰是在电解铝或铸造铝的生产工艺中，由熔渣经冷却加工而形成的产物。其主要成分包含金属铝，其含量在 w (Al) 15%～20%之间，还有三氧化二铝以及二氧化硅等。不同来源的铝灰，其成分存在差别。按照金属原料的来源，可将铝灰分为以下四类。

01电解铝铝灰

以液态电解铝水当作原料，运用短流程熔炼工艺所生产出来的铝锭、铝棒、铝板带、铝杆等铸锭坯料，在熔炼这个工序里所产生的固体废弃物。

02熔铸铝灰

以重熔铝锭当作原料，通过熔炼工艺来生产铝锭、铝棒、铝板带、铝杆等铸锭坯料，这些铸锭坯料是在熔炼工序里所产生的固体废弃物。

03再生铝铝灰

以回收的各类铝制品等为原料，经过熔炼工艺生产铸锭坯料，如铝锭、铝棒等。在熔炼工序中会产生固体废弃物，包括混合铝切片、机加工铝屑等。

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所有铝工业生产过程中产生的固体废料，其主要成分是金属铝和氧化铝。例如电解铝抬包清理时产生的料，熔炼炉清炉时产生的料，以及熔炼炉烟气净化收尘过程中产生的粉。

通常情况下，依据铝灰的生产加工流程，行业上会将铝灰按一次铝灰、二次铝灰以及残灰进行归类。刚从熔铝炉中扒出的铝灰，一般被称作一次铝灰，也叫铝渣。其含铝量在 60%以上，并且基本处于高温状态。很多时候，它会被直接转移到炒灰机内，对其中含有的金属铝进行直接分离，从炒铝的坩埚底部流出，进而变成铝锭。炒灰时加入一定熔剂，可提升温度并促使铝业与铝灰分离。所加入的熔剂大多为氟化物以及氯化钙、氯化镁、氯化钠等低熔点物质。这使得铝灰成分变得更加复杂。此炒灰环节得到的上部铝灰通常被称作“二次铝灰”。

随后，铝灰被炒过之后再次进入球磨及内部。因为铝具有延展性，所以在球磨过程中金属铝会发生变形。同时，氧化铝等无机物在球磨机的砸磨作用下，变得越来越细。接着，可以通过筛分的方法将金属铝分离出来。最后，筛子底下的细粉就成为了最后的残灰，通常也叫做废铝灰。

铝灰的危害

对环境的污染

铝加工在球磨筛分过程中，会导致粉尘飞扬，粉尘污染极为严重，进而致使厂区大气的颗粒物（PM10、PM2.5）受到污染。

氮化铝与水形成的废弃残渣被乱堆放。这些残渣遇水后会缓慢释放出氨气和氢气。这不仅会造成大气污染，还可能引发火灾甚至爆炸。

土壤及地下水废灰与空气中的水份接触后会生成氨气，从而造成严重的环境污染；铝灰遇水会呈碱性废铝灰能做耐火砖吗，进而会破坏土壤的酸碱度。铝灰中大量的氟元素会对地下水造成严重污染，人畜饮用后会对身体产生严重影响，因为氟会与人体骨骼的主要成分钙发生反应，破坏骨骼的含钙量，导致缺钙，使骨骼松软，牙齿脱落等。

二次铝灰的成分较为复杂。其中包含 3%至 9%的金属铝，这些金属铝是经过炒灰处理后夹杂在灰渣里的微小铝颗粒。在考虑回收成本这一前提之下，很难通过化学方法或者物理方法来实现进一步的资源化回收。

要实现铝灰无害化，需先了解铝灰的成分以及其中含有的氨、氮、氟、盐等有害元素。我们可以明确，处置好铝灰无害化必须从铝灰源头抓起。首先要区分保管不同类型产生的铝灰，然后运用核心技术将铝灰中的有害元素分离，通过脱氨和固氟的方式，将有害的氟盐固化回收，以达到无害化的目的。

铝灰无害化

无害化处置

铝灰具有明显的危险特性，这一结论通过危险特性研究结果得以证明，尤其是二次铝灰。二次铝灰与水反应会释放出较大气量的氨气，氨气是有刺激性的气体，在空气中浓度较高时会对人体造成损害，严重时甚至会导致死亡；二次铝灰所含的毒性物质主要有氟化物、氯化物等，通过毒性浸出实验可以证明，二次铝灰中氟化物、氯化物的毒性浸出浓度较高，超过了标准限值，具有浸出毒性；并且二次铝灰具有明显的化学反应性，其有毒有害物质具有浸出毒性等危险性特征。所以对二次铝灰进行无害化处置势在必行。

无害化处置技术

众所周知，铝灰无害化处置的方法是对铝灰渣进行水浸。这样做能让铝灰渣中的氮化铝与水发生水解反应，从而生成氢氧化铝和氨气。氨气要么溶于水，要么逸出。经过过滤后，就能得到脱氮滤饼。氮化铝得以分解，使得处理后的铝灰中氮化铝的含量明显降低，也就有效降低了水解过程中氢氧化铝与空气反应产生爆炸的风险。铝灰水解时加入福氨法技术，能使铝灰中的氟、氯元素有效分离。通过水解脱氨固氟工艺，灰泥经压滤机过滤后可得到脱氮滤饼。这样就真正实现了铝灰的无害化，既满足了环境保护的需求，又实现了企业可持续发展的需求。

铝灰无害化主要体现在脱氨固氟方面。不同元素成分的铝灰需要采用不同的技术进行处置。通过分离、沉淀、固化等技术废铝灰能做耐火砖吗，可以将有害的氟盐固化并回收，从而实现无害化的目的。

铝灰的价值

铝灰具有潜在价值。其所含的有金属铝、氧化铝、电解质。同时，铝灰还蕴含着热能，并且可以进行资源化的合理利用。中国的年排出量为 200 万吨。铝灰中金属铝约占 50%，氧化铝约占 30%，电解质约占 10%，热能按 4000 大卡约计。阴极炭块中炭占 50%，电解质占 30%，阳极炭渣中电解质占 70%，碳占 30%。参考现行价格，金属铝 12000 元/吨，氧化铝 2400 元/吨，氟化盐 6000 元/吨，煤炭 500 元/吨。以此计算，铝灰的潜在价值约 130 亿元人民币。

铝灰再生资源化综合利用

铝灰经过无害化处置后，可对再生资源进行合理化综合利用。它可用作水泥的原料，可用作陶瓷的原料，可用作氢氧化铝的原料，可用作脱氧剂的原料，可用作铝酸钙粉的原料，可用作速凝剂的原料，可用作耐火材料的原料，可用作聚合氯化铝的原料，可用作阻燃电缆的填料，可用作发泡保温砖的原料，可用作普通建筑砖的原料，可用作人造石砖的原料。铝灰的利用途径较为多样，由此产生的价值自然也是无限的。

01

氢氧化铝原料

铝灰经过洗盐脱氨这一处理后，在常压环境下，使用高浓度的苛性碱进行溶出操作。通过此操作，能够将铝灰中的氮化铝以及残留的金属铝全部溶出，同时氧化铝也会部分溶出（或者采用烧结法将其全部溶出）。而获得的铝酸钠溶液，会运用晶种分解的方法，来制取氢氧化铝。

02

无机人造石或陶瓷原料

铝灰加入石英和添加剂，利用真空振动加压或成型技术，能够直接压制成石材，且无需进行高温烧制。这样就避免了传统陶瓷在高温烧制过程中必然会产生的高能耗问题，同时也避免了因燃料消耗而导致的温室气体排放问题。

03

聚合氯化铝PAC

用铝灰和盐酸当作原料，通过酸溶法来制备液体聚合氯化铝。先对铝灰进行无害化处理，接着把无害化处理后的铝灰放入反应釜中，再加入盐酸溶液，然后将其升温到一定温度，之后加入铝灰并持续搅拌。反应结束后加水进行稀释，把 PH 值控制在 3.5 到 4.5 之间，沉淀 15 到 24 小时就能得到液体 PAC，若急需得到固体 PAC 则需经过喷雾干燥。

04

硅酸铝耐火纤维

将铝灰放入高温电弧炉中，此炉的融化温度约为 2000 至 2200℃。经过高温熔化后，再用高压高速的空气或蒸汽进行喷吹，接着进行冷却处理。这样，铝灰就变成了洁白的“棉花”，也就是硅酸铝耐火纤维。它能够被压制成纤维毯、板，或者织成布，从而可以代替冶炼、化工、玻璃等工业中高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员还可以用耐火纤维布制作成衣服。

05

耐火填充料

作为防爆剂

不定型耐火材料的防爆剂包含活性金属铝粉。铝粉会与 H2O 发生反应，生成 AL(OH)3 ，同时会放出 H2 。在浇注料尚未凝固之前，H2 从浇注料逸出，会形成毛细排气孔，这样就能提高其排气性。

加入高炉出铁口炮泥中

在高炉出铁口炮泥中添加 0.4%到 40%的铝灰，以此替代铝质和硅质原料以及其他原料，这些原料包括工业级刚玉、碳化硅、中温沥青颗粒粉、苏州土细粉、焦炭粉等。以焦油及改性沥青和酚醛树脂作为结合剂，将其混合搅拌均匀，经过真空练泥机挤出，这样就能得到炮泥。这种炮泥性能稳定，能够满足生产要求，还能降低生产成本。

代替煅烧铝矾土

在耐火粘土制品中加入铝灰取代煅烧的铝矾土，铝灰无需煅烧可直接作原料，其用量大约在 5%。

利用铝灰加工配制耐火材料

大家都知道，原料是耐火材料的根基。只有高质量的耐火原料，才能够生产出好的产品。对于耐火原料的基本要求是其耐火性能，也就是说，只有耐火度在 1580℃以上的原材料，才可以被当作耐火原料。铝灰中除了有三氧化二铝之外，还含有较多杂质成分，且这些杂质成分的耐火性能较低。所以，通常情况下不能直接用铝灰来配制耐火材料，需要对其进行进一步的加工处理，把杂质除去，使三氧化二铝的含量提高，只有这样才可以考虑将其用作耐火材料。

制备镁铝尖晶石

镁铝尖晶石是一种重要的耐火原料。用它制成颗粒，用电熔镁砂作为细粉，以铁屑当作沉淀剂，用焦炭作为还原剂，通过高温电熔法来合成富铝镁铝尖晶石，进而制备与刚玉配制钢包用的浇注料。

总结与展望

铝灰回收金属铝的工艺技术已逐渐成熟，且投入了工业化生产。然而，提取金属铝后留下的铝灰渣，特别是二次铝灰，其回收或综合利用仍处在研究阶段。国内外学者针对回收氧化铝的工艺技术展开了大量且深入的研究。他们分别运用水解法、酸浸法、碱浸法、碱性熔炼法、射频等离子法等，成功地从铝灰渣中回收了氧化铝。并且利用回收的氧化铝生产出了聚合氯化铝、硫酸铝以及电熔棕刚玉。同时，还与其他物质合成了镁铝尖晶石、材料以及 TiN-Al2O3 复合材料等。这为耐火材料的持续供应提供了先决条件，今后应做好将研究成果转化为企业生产的工作。建议铝业生产部门与耐火材料企业联合成立铝灰的回收利用公司，生产部门需生产耐火材料所需的上述相关产品。如此一来，既能实现废物的有效利用，又能做到节能减排，保护环境，降低企业生产成本。

走近铝灰，我们认识到了铝灰以及它的危害性；走近铝灰，我们知晓了铝灰的再生价值和无害化处置。铝灰虽小，但对环境污染不可忽视，经过高科技进行无害化处置后，其再生资源的综合利用效果也是令人意想不到的。