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铝灰的潜在价值体现在其所含的金属铝、氧化铝、电解质以及其蕴含的热能及资源化合理利用。以中国的年排出量 200 万吨为计算基数,以铝灰中金属铝占 50%约计,氧化铝占30%约计,电解质占 10%约计,热能按 4000 大卡约计,以阴极炭块中炭占 50%,电解质占 30%,阳极炭渣中电解质占 70%,碳占 30%,参考现行的金属铝 12000 元/吨、氧化铝 2400 元/吨、氟化盐 6000 元/吨、煤炭 500 元/吨的价格计算,铝灰的潜在价值约130 亿元人民币。
铝灰经无害化处置后再生资源合理化综合利用,可用作水泥、陶瓷 、氢氧化铝、脱氧剂、铝酸钙粉、速凝剂、耐火材料、聚合氯化铝、阻燃电缆的填料、发泡保温砖、普通建筑砖、人造石砖等原料,铝灰的利用途径很多,产生的价值自然是无限的。目前公司已经研发生产成型的产品有:
1.氢氧化铝原料,铝灰经洗盐脱氨后,在常压下用高浓度的苛性碱溶出,将铝灰中的氮化铝、残留的金属铝溶出,氧化铝部分溶出(或采用烧结法全部溶出)获得的铝酸钠溶液采用晶种分解方法,制取氢氧化铝。
2.机人造石或陶瓷原料,铝灰中加入石英、添加剂,采用真空振动加压或成型技术,直接压制成石材,无需高温烧制,避免了传统陶瓷高温烧制中必然产生的高能耗问题,从而也避免了由于燃料消耗而造成的温室气体排放问题。
3.聚合氯化铝(PAC),以铝灰和盐酸为原料,采用酸溶法制备液体聚合氯化铝。无害化处理后的铝灰在反应斧中加入盐酸溶液并升温到一定的温度,加入铝灰并不断搅拌,反应结束后加水稀释,PH值控制在3.5~4.5,沉化15~24h得到液体PAC,继续经过喷雾干燥可得到固体PAC。
4.硅酸铝耐火纤维,把铝灰放进融化温度约为2000~2200℃的高温电弧炉中,经高温熔化、高压高速空气或蒸汽喷吹、冷却,就成了洁白的“棉花”——硅酸铝耐火纤维。它可压成纤维毯、板或织成布代替冶炼、化工、玻璃等工业高温窑炉内衬的耐火砖。消防人员可用耐火纤维布做成衣服。
5.耐火填充料:铝灰加入耐火材料配料中的应用
5.1作为防爆剂
能改善不定形耐火材料衬体的透气性,防止衬体在烘烤过程中由于产生的蒸气压过大而发生爆 裂的物质称为防爆剂,也称为快干剂(可快速烘烤的添加剂)。能很好地起到防爆作用,铝灰加入过多,会出现鼓胀开裂,铝灰还能促进铁沟料硬化,缩短施工时间。
5.2加入高炉出铁口炮泥中
在高炉出铁口炮泥中添加铝灰0.4%~40%替代铝质和硅质原料。其他原料是: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为结合剂,混合搅拌均匀,过真空练泥机挤出后,即得到炮泥。其性能稳定,能满足生产要求,并能降低生产成本。
5.3代替煅烧铝矾土
在浇注料、预制件和耐火粘土制品中加入铝灰取代煅烧的铝矾土,而铝灰无需煅烧,可直接作原料,大约用量在5%。
5.4利用铝灰加工配制耐火材料
众所周知,原料是耐火材料的基础,高质量的耐火原料才能生产好的产品。对耐火原料基本要求就是耐火性能,即耐火度1580℃以上的原材料才能作为耐火原料。铝灰中除了铝以外,还含有较多耐火性能较低的杂质成分,因此,一般不能用铝灰直接配制耐火材料,需要进一步加工处理,除去杂质,提高铝含量,才能考虑用作耐火材料。
6.制备镁铝尖晶石。镁铝尖晶石是重要的耐火原料,以它为颗粒,镁砂为细粉,制备与刚玉配制钢包用浇注料。李晓娜以铝灰、铝矾土和电熔镁砂为原料,铁屑为沉淀剂,焦炭为还原剂,采用高温电熔法合成富铝镁铝尖晶石。
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