如何實現(xiàn)鋁灰由危廢向一般固廢的轉化？
一次鋁灰和二次鋁灰都歸屬于危險廢物。之所以被列入危險廢物是因為鋁灰具有明顯的反應性和化學毒性。其反應性主要是因為鋁灰中含有一定量的氮化鋁、少量的金屬鋁和微量的碳化鋁。氮化鋁遇到潮濕的空氣或直接與水接觸會發(fā)生水解反應，生成氫氧化鋁和氨，氨氣逸出對環(huán)境造成嚴重污染。金屬鋁、碳化鋁與水或潮濕的空氣接觸，也將發(fā)生水解反應生成氫氧化鋁并釋放出易燃、易爆的氫氣和甲烷。
化學反應：
氮化鋁水解反應：
AlN+3H2O=Al(OH)3+NH3↑
金屬鋁水解反應：
2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2↑
碳化鋁水解反應：
Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4↑
鋁灰具有化學毒性主要是因為鋁灰中含有氟化物，氟的釋放會對水體、土壤造成污染，并由此危害居民及牲畜安全。鋁灰所含氟化物根據物相不同分為氟化鋁、冰晶石、氟化鈉和氟化鉀，其中氟化鋁化學性質穩(wěn)定，不溶于酸、堿和水，但當反應體系中有氟化氫和氟化鈉存在時，氟化鋁與二者反應生成微溶的冰晶石。冰晶石微溶于水，與硫酸反應會釋放出氟化氫。氟化鈉和氟化鉀則易溶于水，與酸反應生成氟化氫氣體。在鋁灰中含有冰晶石、氟化鈉和氟化鉀時，與水或酸性溶液接觸會因溶解而對水體和土壤造成污染。
此外，一些鋁灰還含有一定量的重金屬，也是一種值得重視的環(huán)境危害因素。
對鋁灰的無害化處置，其實質是脫除或分解其中所含氮化鋁、金屬鋁、碳化鋁，消除其反應性，從根本上解決鋁灰潮解所釋放氨氣、氫氣、甲烷對環(huán)境和安全所造成的影響。同時脫除、固化所含的氟化物，并使重金屬固化，消除由氟化物和重金屬對土壤、水體的污染。
對氮化鋁的脫除，公知的技術是水解法，該法雖然可以使鋁灰中的氮化鋁得到分解，但反應過程所生成的氫氧化鋁膠體會對氮化鋁微粒形成包裹，阻止或減緩水與氮化鋁之間水解反應的進行，簡單的水解脫氮工藝脫氮率僅為30~40%，脫氮不徹底。同時，對脫氮過程產生氨氣的進行吸收，收得稀氨水或銨鹽。但在回收氨水時，由于受吸收率及氨水易揮發(fā)性的影響，尾氣難以達標排放。在回收銨鹽時，又存在著所得銨鹽溶液濃度低，回收銨鹽需要蒸發(fā)結晶，回收成本高等不足。
此外，現(xiàn)行工藝還存在著對反應過程氫濃控制不重視，氟化物脫除與固化手段過于簡單，脫除或固化不徹底，存在安全與環(huán)保隱患等不足。
鋁灰無害化處置新工藝
在由一次鋁灰分離金屬鋁時，通過采用先進、科學的金屬鋁分離技術，最大限度地提升金屬鋁提取率，降低二次鋁灰中金屬鋁含量，減少金屬鋁水解過程易燃、易爆氣體——氫的釋放量，使符合安全要求。
將分離金屬鋁后所產生的鋁灰殘余物，即二次鋁灰研磨，送強化水解工序，在有助劑存在的條件下，控制工藝條件使氮化鋁、金屬鋁和碳化鋁發(fā)生水解反應，轉化為氫氧化鋁，同時釋放出氨氣、少量氫氣和微量甲烷，所產生的氣體逸出。反應結束，經過濾收得無害化處置后鋁灰，所得無害化處置后鋁灰氮化鋁、金屬鋁、碳化鋁得到充分脫除，消除了鋁灰的反應性。經毒性鑒別實驗，氨釋放濃度小于10mg/L，符合GB31573-2015無機化學工業(yè)污染物排放標準。反應尾氣中氫濃較低，遠離爆炸限（4.0%～75.6%），甲烷含量更低，可以忽略不計，處于安全范圍（爆炸限為5~15%）。
強化水解過程產生的氨氣逸出后直接進入硫酸銨制備系統(tǒng)，以硫酸為吸收劑，在不蒸發(fā)濃縮的條件下直接轉化為硫酸銨晶體，收得副產品農用硫酸銨，尾氣氨濃被控制在20mg/m3以下，達標排放（GB31573-2015）。
同時，在強化水解過程通過助劑的加入，使鋁灰中的氟化鹽轉化為難溶性氟化物得以固化，處理后鋁灰毒性浸出實驗氟濃度小于100mg/L，符合國家標準（GB/T 5085.3-2007）。
無害化處置產生的廢水主要成分為氯化物，可循環(huán)用作無害化處置的配料液，當溶液濃度達到工藝要求時，蒸發(fā)回收氯化物（氯化鈉或氯化鉀）。
新工藝通過對鋁灰的強化水解，克服了公知水解技術所存在的脫氮、脫氟固氟不徹底等弊端，實現(xiàn)了脫氮、脫氟固氟、固定重金屬和氯化物利用的有機結合，并實現(xiàn)了水解產物氨氣的短流程、低成本、直接化綜合利用，具有脫氮、脫氟固氟、固定重金屬、脫氯效果好，流程短，設備投資小，處理成本低，尾氣達標排放，處理后鋁灰毒性浸出符合國家標準要求等優(yōu)勢。
技術狀態(tài)：
已成功獲得工業(yè)化應用。實踐證明了本技術和現(xiàn)有技術相比所具有的各種優(yōu)勢。