俗稱的鋁灰，或者說鋁灰渣是指鋁電解、鋁加工及再生鋁加工過程中排出的固體廢棄物。近年來，面對日益嚴竣的環(huán)境形勢，鋁行業(yè)危廢鋁灰的處置成為了業(yè)內(nèi)的焦點問題。
2017年我國電解鋁產(chǎn)量為3227萬噸，鋁加工產(chǎn)量為5832萬噸，再生鋁產(chǎn)量為690萬噸。據(jù)調(diào)查，電解槽大修排灰渣量約為電解鋁產(chǎn)量的0.5%，約為16萬噸。電解鋁排灰量約為電解鋁產(chǎn)量的1.2%，約為39萬噸。鋁加工排灰量約為產(chǎn)量的1.5%，約為88萬噸。再生鋁加工排灰量約為再生鋁加工產(chǎn)量的10%，約為69萬噸。據(jù)此估算我國每年廣義的鋁灰量約為200多萬噸。如將現(xiàn)已排出的鋁灰計算在內(nèi)，我國的鋁灰量超過1000萬噸。
2016年6月原環(huán)境保護部、國家發(fā)改委、公安部聯(lián)合發(fā)布的自2016年8月1日起施行的新版《國家危險廢物名錄》中將電解鋁過程中電解槽維修及廢棄產(chǎn)生的廢渣；鋁火法冶煉過程中產(chǎn)生的初煉爐渣；電解鋁過程中產(chǎn)生的鹽渣、浮渣；鋁火法冶煉過程中產(chǎn)生的易燃性撇渣列為危險廢物。
因此，從我國的國情出發(fā)，審視鋁灰的處置現(xiàn)階段所存在的問題，探討如何資源化利用鋁灰成為了目前我國鋁行業(yè)必須面對和正視的問題。
鋁灰的特點集中體現(xiàn)在三個方面：具有毒性，多數(shù)屬危廢；數(shù)量較大，我國每年的排出量數(shù)百萬噸級；有金屬鋁、鋁的化合物及熱能，潛在價值高。
國內(nèi)的一次鋁灰由于其中的金屬鋁含量較高，具有經(jīng)濟價值而作為一種資源為企業(yè)重視和處理。鋁灰的潛在價值主要體現(xiàn)在其所含的金屬鋁、氧化鋁、氟化鹽以及其蘊含的熱能等。以我國的年排出量200萬噸為計算基數(shù)，以鋁灰中金屬鋁占50%、氧化鋁占30%、氟化鹽占10%約計，以陰極炭塊中炭占50%，發(fā)熱量按4000kcal/kg約計，氟化鹽占30%，陽極炭渣中氟化鹽占70%，碳占30%，參考現(xiàn)行的價格計算，鋁灰的潛在價值約150億元。
而二次鋁灰作為一次鋁灰提鋁后的剩余物，在環(huán)保稅實施前，由于國內(nèi)缺乏技術(shù)上先進、成熟，經(jīng)濟上投資少、效益高的處置項目而被拋棄或掩埋，既浪費了資源，又污染了環(huán)境，與當今綠色發(fā)展的理念極不相稱。從二次鋁灰、廢陰極炭塊、陽極炭渣、電解槽防滲料、耐火料、鋁加工的污泥等每個分項數(shù)量、性質(zhì)、成份、潛在價值等方面看，鋁灰資源化利用的關(guān)鍵在于二次鋁灰。因此，時代呼喚先進、成熟，經(jīng)濟上投資少、效益高的處置技術(shù)盡快面世推廣。
國外對鋁灰的研究主要集中在歐美日等發(fā)達國家。歐洲集中在意大利和西班牙，美國集中在美國阿貢國家實驗室（簡稱ANL）和鹽博大科技有限公司，而日本相關(guān)公司的研究主要體現(xiàn)在AD粉上。再生鋁加工的鋁灰研究并產(chǎn)業(yè)化的代表性公司是意大利的安奇泰克技術(shù)有限公司，該公司早在40年前就開發(fā)出了一種再生鋁灰的回收系統(tǒng)，經(jīng)過近幾十年的完善，已在歐洲建成了幾家工廠。
國內(nèi)從事鋁灰開發(fā)研究的科研單位分別為中國科學院、北京礦冶科技集團有限公司、鄭州有色金屬研究院、云南昆明冶金研究院等，高校中涉及鋁灰研究的主要分布在東北大學、中南大學、江西理工大學、同濟大學、南通大學等；企業(yè)中涉及鋁灰研究的主要為山東鋁業(yè)公司、山東鋁暉環(huán)?？萍加邢薰尽⒆筒┖；酃こ淘O(shè)計咨詢有限公司、淄博德力鑫環(huán)保新科技有限公司、北京科林澤環(huán)保科技有限公司、湖南中大冶金設(shè)計有限公司、鄭州中綠環(huán)保新材料有限公司、鄭州經(jīng)緯科技實業(yè)有限公司、沈陽銀海再生資源科技有限公司等，總數(shù)約20余家。
北京礦冶科技集團有限公司、鄭州有色金屬研究院、湖南中大冶金設(shè)計有限公司等單位在炭渣、陰極炭塊、大修渣等方面基本實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。目前淄博?；酃驹诙武X灰產(chǎn)業(yè)化方面，已經(jīng)具有年處理1萬噸二次鋁灰，對應(yīng)年產(chǎn)2萬噸干基聚鋁；年處理3萬噸二次鋁灰，對應(yīng)年產(chǎn)6萬噸鋁酸鈣粉和年處理4萬噸二次鋁灰，年產(chǎn)10萬噸硫鋁酸鹽水泥的中試線，且實現(xiàn)了穩(wěn)定的生產(chǎn)和收益。基本實現(xiàn)了生產(chǎn)過程“零”排放。并已經(jīng)專門注冊了山東鋁暉環(huán)?？萍加邢薰?，對接了魏橋鋁業(yè)，返電解槽的驗證協(xié)議已經(jīng)簽訂，產(chǎn)業(yè)化工作正在進行之中。
但是縱觀整個我國鋁行業(yè)危廢處置，目前整體基本處于初級階段,成熟且具有社會、環(huán)境、企業(yè)經(jīng)濟效益三統(tǒng)一，并為業(yè)內(nèi)人士所認可的試驗、示范、生產(chǎn)線尚需時間完善，鋁灰的資源化利用可謂任重道遠。
鋁灰資源化利用具有三個原則，一是“三化”原則，即無害化、減量化、資源化。二是“三統(tǒng)一”原則，即社會效益、環(huán)境效益、企業(yè)經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。三是“三要素”原則，即數(shù)量、效益、二次污染——從數(shù)量上體現(xiàn)zui大限度的利用，從效益上體現(xiàn)高的產(chǎn)值附加值，從環(huán)保上體現(xiàn)無二次污染。
廣義鋁灰中可利用的成分主要有金屬鋁、氧化鋁、氟化鹽、炭以及耐火、保溫材料中所含的二氧化硅、氧化鈣等物質(zhì)。其價值就是根據(jù)其不同性質(zhì)加以利用，實現(xiàn)其保值增值。
對于鋁灰資源化利用的方向，筆者認為，富含氧化鋁、氟化鹽的二次鋁灰經(jīng)處理后首 選返電解槽，可用于生產(chǎn)鋁酸鈣粉和凈水劑，還可用于生產(chǎn)特種水泥；富含碳熱能和氟化鹽的陰極炭塊和含有一定量氧化鋁、二氧化硅等的電解槽防滲料、耐火料等應(yīng)作為水泥生產(chǎn)的原料及燃料；富含氫氧化鋁的鋁加工的污泥應(yīng)作為凈水劑的原料；其次，二次鋁灰適宜的工藝是先除氮，然后通過酸浸的辦法除雜，并將主成份氧化鋁和氟化鹽一同返電解槽，同時副產(chǎn)聚合氯化鋁。第三，陰極炭塊適宜的去處是作為水泥的燃料和原料、鋁業(yè)自備電廠流化床鍋爐的燃料，或者作為燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn)窯爐的燃料和脫硫劑。上述方面山東鋁業(yè)公司已做過大量的工作，并積累了相當?shù)慕?jīng)驗。此外，對于陽極炭渣而言，zui適宜的去處是作為水泥的燃料和原料，還可以嘗試加入到陽極生產(chǎn)之中；同時，大修渣zui適宜的去處是作為水泥的原料，鋁加工污泥zui適宜的去處是作為凈水劑聚合氯化鋁的原料。
與此同時，鋁灰資源化利用還存在諸多問題，如鋁灰危固廢界定，具體細則尚未完成，目前還在研究、制訂之中；二次鋁灰返電解槽聯(lián)產(chǎn)聚合氯化鋁凈水劑過程中涉及氫氣爆炸的安全問題；產(chǎn)品質(zhì)量問題以及環(huán)保標準問題。其中，安全問題通過研究，目前已找到了經(jīng)濟且實用的技術(shù)方法，可以有效地防止氫氣爆炸，確保生產(chǎn)安全。
雖然鋁灰的資源化利用仍存在諸多問題，但可以肯定的是，我國鋁灰的資源化利用前景將非常廣闊。從國家政策層面看，黨和政府已經(jīng)把綠色發(fā)展作為當前和今后的發(fā)展方向，并實施了史上zui嚴厲的稅收,每噸鋁灰征收1000元環(huán)保稅倒逼鋁灰的資源化利用；從資源的角度看，我國作為電解鋁、鋁加工、再生鋁加工產(chǎn)能、產(chǎn)量全球第 一的鋁業(yè)大國，巨大的鋁灰體量將為資源化利用提供廣闊的市場空間。
