第55卷增刊2003年3月有色金属NONFERROUSMETALSVol155,supplementMarch2003铝电解槽大修渣的污染防治及综合利用李鸿(贵阳铝镁设计研究院,贵阳550004)摘要:介绍铝电解槽大修废渣场的处置方法及综合利用途径。要特别重视电解大修渣场的防渗问题,应根据场地地质、地层构造、地形地貌以及项目实际情况采取相应措施,保证渣场渗漏系数小于110×10-7cm/s。电解槽大修渣的综合利用主要作为水泥生产补充燃料、氧化铝生产燃料、化铁炉萤石代用品以及高温水解法生产氟化铝、碱浸法回收氟盐和碳。关键词:铝电解槽;大修渣;污染防治;综合利用:X758;X705;TF821文献标识码:A:1001-0211(2003)suppl-0092-031铝电解槽大修废渣污染特征分析铝电解槽在使用3～5年后就要进行大修,更换槽内衬。槽内衬材料主要是耐火砖、保温砖和碳块等,更换下来的阴极内衬材料即为电解槽大修渣,大约0104t/t2Al。由于铝电解生产过程中需要加入电解质2氟化盐、冰晶石,每吨铝约消耗氟化盐27kg、冰晶石5kg。这些氟化物除一部分从大气中排出外,另一部分由于阴极内衬长期在高温下与阴极内衬发生电化学反应,残留于槽衬中,致使大修渣中氟化物含量较高。抚顺铝厂电解槽大修渣的化学分析和X射线衍射分析结果表明,其中含有约70%的碳和30%的电解质。电解质的主要成分是冰晶石、氟化钠、氧化钠等,见表1。表1电解槽大修渣的主要组成及含量Table1Compositionofdregsfromalluminumreductioncelloverhaul电解质成分NaFNa3AlF6Al2O3NaAl11O17CaF2LiF含量/%(质量)12176517516416219217从贵州铝厂电解槽大修渣浸出试验结果显示,大修渣浸出液中氟化物的浓度为112～412g/L[1],按《危险废物鉴别标准2浸出毒性鉴别》(GB50851321996)50mg/L的标准值判别属有毒废渣。具有浸出毒性的电解槽大修渣其污染特征主要表现在以下方面。(1)有害固体废弃物露天堆放时,大修渣中有害成分氟因大气降水淋浸溶出,淋溶液通过地表径流作者简介:李鸿(1963-),女,河南商水县人,工程师或地层渗透进入水环境,造成氟污染。(2)生产期间,电解槽大修渣逐年累积,带入环境的氟随之增加,氟污染呈加重趋势。(3)根据氟化物溶出规律,在大修渣堆场停止使用后,废渣中残余的氟化物仍将继续溶出,但溶出量逐年降低,污染影响随之减弱。2铝电解槽大修废渣污染防治措施电解槽大修废渣虽属有害废渣,但其为干式排渣,若无外部水的影响,不会析出其中的有害成分。为了防止和减少电解槽大修渣对环境的污染影响,首先要减少雨水对废渣的淋溶和浸泡,其次要防止高浓度含氟淋溶液下渗污染地下水。对贵州铝厂电解槽大修渣所做的淋溶试验结果表明,大修渣中氟化物溶出量在前4年呈逐年增加的趋势,之后逐年减少,10年以后基本趋于稳定,见图1。图1贵州铝厂电解槽大修渣氟化物(以F计)逐年溶出量Fig11Fluoridereleasedannuallyof100tcelloverhauldregsinGuizhouAluminumPlant增刊李鸿:铝电解槽大修渣的污染防治及综合利用93目前我国的大部分电解铝厂对铝电解大修渣都采用渣场堆存,因此要特别重视电解大修渣场的场址选择及防渗问题。首先认真考虑场址条件,宜选择库容大、工程量小的山谷地形,不宜选择在河流阶地上,也不应选择在堆积物是由河流冲积而成的松散土质地上,以保证地层不崩塌,不滑坡。场址选定后,根据工程地质报告作好堆场堵漏防渗工程。为了减少汇入库区的降水量,提高库区利用率,保证降水不外流,还应修筑截洪沟、拦洪坝。渣场应按规定设置标志牌,并搞好堆场周围的绿化,以保持水土,定期观察堆场,采样监测堆场周围的水质。一般对电解槽大修渣场地层采取粘土夯实并铺垫高密度聚乙烯人工防渗材料的措施,使其防渗层的渗透系数小于1×10-7cm/s。在粘土层较厚,地层防渗性能较好,地下水位埋藏较深的地区,经土壤渗透系数测定达到要求时,采用夯实土壤即可满足要求。贵州遵义铝厂、云南铝厂的电解槽大修渣场均采用粘土防渗,虽然贵州、云南属于典型的卡斯特地区,地层较多溶洞及暗河,但采取上述措施处理后堆放大修渣,根据调查,使用多年,未对地下水造成氟污染。根据资料,电解槽大修渣中溶出的氟化物进入渣场底部土层,若土壤渗透系数110×10-5cm/s,则渗入3m地下,大约需1年时间,渗透系数110×10-6cm/s,则需10年时间。对处于...