以高铝煤炭为起点发展循环经济

以宁夏北部的高铝煤炭发电为起点,形成电力、电石、石灰氮、单氰胺、双氰胺、氧化铝、金属铝、金属镓、水泥熟料、水泥、轻质碳酸钙、金属铁粉和熟石灰的循环经济产业链,该产业链上游产品或排出的废渣作为下游产品的原料,不仅综合利用电厂排出的粉煤灰、双氰胺厂排出的黑渣,而且整个循环系统无废水、废渣、废气排放,在减少粉煤灰、黑渣对环境污染的同时,提高了资源的循环利用效率.     

基于物质代谢分析的高铝煤炭循环利用全产业链评估研究

高铝煤炭广泛分布于我国内蒙古自治区中西部煤田,富含丰富的铝、硅、锂、镓等有价元素,对其进行资源协同开发,有望大幅提升我国铝资源供给体系韧性并提高固废利用率,以及改善燃煤电厂的飞灰堆存等环境污染问题. 本研究以大唐国际托电园区的高铝粉煤灰示范生产线为案例,解析了高铝煤炭中各类无机资源的分布规律,并在全面梳理“原料—工艺—技术—产品/副产品”匹配机制的基础上,构建了集成“高铝煤炭清洁燃烧工艺-多级预脱硅工艺-氧化铝低能耗提取工艺”于一体的高铝煤炭循环利用全产业链;采用物质代谢分析方法,研究高铝煤炭循环利用全过程中有价元素的迁移转化规律,建立了高铝煤炭伴生有价元素的走向与分配模型,识别了该产业链中物质代谢优化调控的关键环节;此外,以传统铝土矿炼铝产业和木浆造纸产业为参考基准,核算了该产业链推广应用的经济、环境效益. 结果表明,高铝煤炭循环利用全产业链中有价元素总体循环回收利用率超过80.0%,在内蒙古自治区推广应用该产业链,每年可生产1 303.0×104 t氧化铝,联产964.0×104 t活性硅酸钙和3 192.0×104 t硅钙渣,创造年收入401.2×108元,节约3 505.0×104 t铝土矿,保护11.5 km2植被. 研究显示,高铝煤炭循环利用全产业链的有价元素回收率高,具有良好的环境和经济效益.      

高铝粉煤灰开发利用的意义及工艺技术对比分析

内蒙古中西部和山西北部等地区的部分煤炭资源中赋存丰富的含铝矿物,用于发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量达40-50％,是一种宝贵的具有较高经济开发价值的含铝资源。本文首先介绍了加强高铝粉煤灰资源开发利用的意思及高铝粉煤灰资源现状,然后叙述了目前国内外利用高铝粉煤灰提取氧化铝主要生产工艺及工艺特点,并对不同工艺的能源消耗进行了对比分析。     

高铝粉煤灰综合利用节能减排对比分析

高铝粉煤灰是近年来在我国内蒙古中西部地区发现的一种粉煤灰新类型,特别是鄂尔多斯高原东北缘的准格尔煤田,煤中富铝矿物燃烧后产生的粉煤灰中氧化铝含量达到50％左右,相当于我国中级品位铝土矿中氧化铝的含量。本文首先介绍了我国铝土矿的资源现状,然后叙述了目前国内外利用高铝粉煤灰提取氧化铝主要生产工艺及工艺特点,并对不同工艺的能源消耗和节能减排进行了对比分析。     

高铝粉煤灰资源化过程重金属环境影响研究

针对高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺过程中重金属元素迁移规律和潜在环境影响量化问题,基于物质流分析方法,分析该工艺中重金属元素的边界输入输出和内部迁移规律.结果表明,输入端54%的铅元素由工业过程废弃物即高铝粉煤灰带入,其余来自工业原材料.输出端64%的铅元素进入产品,其余部分进入废弃物.该工艺主要环境排放节点在烧结和水泥生产环节.通过定义相对环境排放指数(REEI),比较分析该工艺与拜耳法工艺重金属排放情况.结果表明,该工艺单位氧化铝产量铅元素净排放显著降低,铬元素环境排放量与拜耳法基本持平,说明高铝粉煤灰碱石灰烧结多资源利用工艺不仅可以实现高铝粉煤灰的综合利用,也可以显著降低氧化铝产品的重金属环境影响.     

简讯

我国实现粉煤灰提取氧化铝产业化日前,内蒙古年产40万t粉煤灰提取氧化铝项目正式开工建设。该项目是目前国内首条利用粉煤灰提取氧化铝的生产线,同时也是我国自主知识产权“粉煤灰提取氧化铝技术”首次实现产业化,标志着内蒙古资源综合利用高科技发展循环经济迈上新的台阶。据介绍,利用粉煤灰提取氧化铝项目是蒙西高新技术集团经过7年研究,已具备自主知识产权的技术项目。该项目2004年完成工业化试验工作,并通过自治区科技厅组织的成果鉴定,达到了国内先进水平。2006年1月获得国家发改委核准。该项目技术利用氧化铝含量大于40%的粉煤灰与石…     

基于物质流分析的高铝粉煤灰制备莫来石过程重金属迁移规律及环境风险研究

产生并堆积于中国内蒙古西部的高铝粉煤灰,不仅占用大量土地资源,还造成了严重的生态环境问题,但因其含有丰富的铝硅资源,可通过制备铝硅系材料对其进行资源化利用.然而,类似这种固废资源化产品,其生产和使用全生命周期过程的环境影响却少有系统研究,尤其是重金属迁移转化所带来的区域环境风险.因此,本研究基于物质代谢和全生命周期分析方法,并结合Nemero污染指数和Hakanson风险模型,对高铝粉煤灰制备莫来石产品因重金属元素迁移可能带来的环境风险进行了系统研究.结果表明：物理球磨活化过程明显增加了高铝粉煤灰中各重金属的释放,80%以上的铁族元素（Cr、Mn）迁移到酸活化过程产生的聚铝残渣中,最终进入莫来石产品中的Cr、Mn、Zn、Pb、Cu分别为20%、9%、24%、22%、24%;另外,聚铝残渣的潜在生态环境风险较大,超过极强水平标准6.6倍,其中尤以Cr的风险最突出;硅酸钙产品重金属浸出毒性表现为Zn>Mn>Cu>Pb>Cr,莫来石产品重金属浸出毒性表现为Mn>Cu>Zn>Pb>Cr,但均远低于地下水质量标准限值.总体而言,尽管在制备莫来石产品...     

从矸石电厂粉煤灰中提取氧化铝的综合利用探讨

循环经济模式指导下的粉煤灰综合利用，可以大大减少矿区固体废弃物占用土地、减轻污染、保护环境，实现经济的可持续发展。依据新汶矿区矸石电厂粉煤灰的理化特征。提出了酸浸法提取氧化铝，同时生产白炭黑、微晶玻璃等的粉煤灰综合利用方案，符合矿区循环经济发展要求，具有重要的经济、环境和社会意义。     

低温碱溶粉煤灰中硅和铝的溶出规律研究

采用低温碱溶法对粉煤灰中硅和铝(分别以氧化硅和氧化铝计)的溶出规律进行了研究,考察了粉煤灰热处理温度、碱浓度、溶出时间、溶出温度等因素对粉煤灰中硅和铝溶出量的影响.结果表明:在热处理温度为950℃,碱浓度为2～3 mol/L,溶出温度为120～130℃,溶出时间为4～6 h时,氧化硅的溶出量为29.23%,氧化铝的溶出量为1.26%,溶出比为23.63,可实现粉煤灰中硅和铝的分步溶出,并利用XRD对溶出结果进行了分析.      

强化节水意识建设环保节约型企业

山西同德铝业有限公司是由大同煤矿集团、山西华宇集团和香港东英金融集团共同发起设立的股份制企业,主要从事氧化铝生产,在此基础上将逐步延伸产业链,在晋西北建设一个煤、电、铝循环经济产业园区.     

粉煤灰和煤矸石制备铝硅铁合金成功

高铝粉煤灰和煤矸石工业化制备铝硅铁合金试验科技成果不久前在北京鉴定。由北京炎黄投资管理有限公司、北京航空航天大学完成的此项目在我国首次进行了利用粉煤灰和煤矸石等工业固体废料为原料，使用电热还原法直接制备铝硅铁合金的工业试验。     

我国铝冶炼企业固体废物的指纹特征及毒性

《国家危险废物名录(2021年版)》明确规定了铝冶炼企业产生的大修渣、残阳极、铝灰、二次铝灰、烟尘等均为危险废物,在行业内引起了较大反响.为了对铝冶炼企业固体废物的特征及环境危害进行归纳分析,采集了多家电解铝、再生铝和铝灰加工企业在不同阶段产生的固体废物,通过样品的物相组成、重金属和氟化物的浸出毒性及含量分析其危险特性.结果表明:金属铝、氮化铝、氧化铝是铝灰及二次铝灰中的典型特征物相;β-氧化铝可作为指纹特征用于识别铝灰及二次铝灰的工艺来源,其通常存在于电解铝液加工过程产生的铝灰中,而罕见于再生铝液加工过程产生的铝灰中.电解铝企业废物中Cu、Zn、Cd和Pb的含量显著低于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.6—2007《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》标准,此次采集中76.2%的样品累计毒性物质与标准值的比值≥1,累计毒性物质总含量超标.其中,47.6%的样品同时存在有毒物质总含量≥3%,14%的样品同时存在致癌物质总含量≥0.1%.毒性物质含量主要与重金属和氟化物相关,氟化物对铝冶炼企业固体废物毒性影响最大,重金属次之,电解铝企业铝灰氟化物含量显著高于再生铝和铝灰加工企业(P < 0.05).依据GB 5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》,此次采集中电解铝、再生铝和铝灰加工企业废物样品氟化物浸出毒性的超标率分别为60%、17%和0%,再生铝企业铝灰样品氟化物浸出毒性显著低于电解铝和铝灰加工企业(P < 0.05).研究显示,铝冶炼企业相关危险废物的主要环境风险来自金属铝、氮化铝、氟化物和重金属,其反应性危险特性主要与金属铝、氮化铝相关,毒性危险特性主要与氟化物、重金属相关,在铝灰加工过程中减少含氟精炼剂的使用将有助于降低二次铝灰的毒性危险特性,降低环境风险.      

中国铝工业的产业共生模式分类及其特征

随着产业经济的高速增长以及循环经济的发展,我国铝工业的产业共生模式渐趋多样化. 在概述了我国铝工业发展情况的基础上,首先梳理出4种典型的铝工业产业共生模式,即单核心依托型、双核心共栖型、同质集群型和全谱系型.归纳总结了3个铝工业产业共生模式特征:①全谱系铝工业产业共生体系具有明显的圈层性,主体产业具有明显的轴向性;②主产业链共生依赖度逐级递减,共生圈层越到外圈层关系越松散;③第3圈层属于铝工业辅材供应厂或废物处理资源再生企业,具有明显的技术依赖性和市场依赖性,属于铝工业拓展的新方向. 最后探讨了技术进步、经济和环境管制等因素对于我国铝工业产业共生模式的影响.      

高铝粉煤灰脱硅反应工艺优化及机理探讨

为探究高铝粉煤灰脱硅最佳工艺条件及了解其脱硅过程物相转化机理,通过正交试验研究了w(NaOH)(10%~30%)、灰碱比(质量比,取1∶0.3~1∶2.0)、时间(1.0~4.0 h)和温度(90~150 ℃)对脱硅效率及铝硅比(质量比)的影响. 结果表明:w(NaOH)为20%、灰碱比为1∶0.5、反应时间为2.0 h、反应温度为120 ℃是粉煤灰脱硅反应的最佳条件;在最佳条件下铝硅比由原灰的1.23升至2.02以上,脱硅效率达38.6%.反应温度、灰碱比、碱液浓度、时间对脱硅率的影响依次减弱. 通过定量X射线衍射(XRD)分析了脱硅前后物相的变化,当温度高于120 ℃时,有大量方钠石形成,并且方钠石生成量(X)与铝硅比(Y)呈显著负相关,有Y=-0.012 8X+2.03 (R2=0.930,P<0.01). 由扫描电镜(SEM)对粉煤灰脱硅前后的表观形貌变化观察可知,粉煤灰在脱硅过程中非晶态SiO₂部分溶解,从而进一步证实了方钠石的生成是影响脱硅效率的关键因素.      

煤炭工业企业循环经济产业链设计与环境效益研究

本文在工业企业层面上，运用循环经济原理构建企业产业链，并分析了循环经济和环境效益之间的关系。在循环经济产业链的设计基础上，模仿生态系统中的物质流和能量流，提出了以“焦炭”为主要种群的煤炭资源深加工和废物综合利用的企业产业链模式，并进行了实例分析，最后指出了进一步实施循环经济的方向。研究结果表明，产业链是连接循环经济和环境效益的桥梁，因此工业企业按循环经济原则构建产业链，可以调整企业的产品结构，提高资源的利用效率，减少污染物的排放，降低企业污染防治费用，具有明显的经济效益和环境效益。     

利用粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的研究

利用粉煤灰为原料制备高纯超细氧化铝粉体。给出了采用硅酸二钙晶相转变自粉化、高效分散剂———碳化法从粉煤灰中制备氧化铝方法的工艺路线 ,确定了从粉煤灰制备高纯超细氧化铝粉体的最佳工艺条件 ,为粉煤灰的高价值利用开辟了一条新途径     

从粉煤灰中提取多种微细氧化物的研究

将粉煤灰与Na2CO3按一定的比例混合后焙烧,采用酸碱联合法提取粉煤灰中氧化硅、氧化铝和氧化铁,分析了工艺条件对粉煤灰中氧化物提取率的影响。实验结果表明,从粉煤灰中提取氧化物的最佳条件是:碳酸钠与粉煤灰的比例0.6∶1.0,焙烧温度850℃、盐酸浓度4 mol/L,氢氧化钠浓度2.6 mol/L,浸取时间约6 h。在此条件下得出微细氧化硅、氧化铝、氧化铁的晶体,其平均粒度分别为氧化硅1.107μm,氧化铝1.334μm,氧化铁0.783μm。     

氯化钙焙烧法提取粉煤灰中的氧化铝

研究了以CaCl2为配料对粉煤灰进行焙烧活化,焙烧熟料水洗后,用硫酸溶液浸取以回收粉煤灰中氧化铝的方法,并考察了焙烧温度和时间、CaCl2加量、硫酸浓度和浸取时间等因素对氧化铝回收率的影响.采用添加CaCl2焙烧的方法,可高效率破坏粉煤灰中的刚玉和莫来石,生成能被无机酸分解的物相,如钙铝黄长石、硅铝酸钙等.结果表明,按CaCl2:粉煤灰=0.8的比例加入CaCl2,于900℃焙烧30min,熟料经水洗涤后,按照每g粉煤灰~30mmol硫酸的量加入1~4mol/L的硫酸溶液,常温浸取30min,氧化铝浸出率可达95%以上.     

花痴

粉煤灰是火力发电厂排出的一种工业废渣。目前，我国粉煤灰的年排放量已超过7000多万吨，而利用率仅为总排放量的1／5，造成粉煤灰的大量堆积，占用大量耕地，严重污染环境。大量的粉煤灰如不能很好加以利用，将会成为国民经济发展的制约因素。其实，粉煤灰是一种极有用的潜在资源，用它可提取空心漂珠、氧化铝和生产水泥，具有极高的综合利用价值。     

发展再生铝的问题探讨

现在我国的工业快速发展,对于各种资源的有效利用提到了高度重视的高度,对于铝资源的需要也逐渐增多,国家提倡循环经济,充分利用再生铝,成为我国铝工业发展中的重大举措,本文力图研究金融危机下我国再生铝发展过程中遇到的各种有利与不利因素,为以后再生铝的发展提出几点浅显的建议与意见.