丁少楠
新疆众和股份有限公司 新疆乌鲁木齐 830013
摘要：金属铝是国民经济发展的重要基础原料。随着我国电解铝工业的快速发展，铝产品的产量和质量都有了很大的提高。铝及其合金广泛应用于航空、航天、汽车、轨道交通、机械制造、船舶等行业，在满足国内铝消费需求的同时，可以部分出口。然而，电解铝生产过程中会产生多种污染物，对环境造成严重污染。因此，在发展电解铝工业的同时，也要注意污染防治和环境保护。相关企业应严格控制生产过程中各种污染物的排放，制定合理的解决方案，采取有效的预防措施，实现我国电解铝行业的绿色、健康、可持续发展。
关键词：电解铝；环境污染；生产系统；治理措施；
电解铝生产的过程中会产生一些有害的气体、污水和固体废弃物，而这些污染物对环境质量会产生非常重大的影响，如果不对这些问题采取有效的措施加以控制，就可能会出现更大的问题，对人的身体健康也会构成非常严重的安全隐患，所以，我们需要采取有效的措施对其加以控制和处理。
一、废气污染的治理措施
铝电解过程中产生最多的污染物就是气体污染物。一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫以及氟化物等等，不仅污染环境还危害人体健康。首先，企业应该提高环保意识，采用先进的工艺技术，提高反应效率，使电解反应发生充分，减少残留物，从源头上减少污染物排放。其次，加强电解槽的密闭操作是减少污染物无组织排放的重要措施之一。但在电解生产过程中又必须进行开槽更换残极等操作，此时，就需要通过加大电解槽排烟量对电解槽散发的烟气进行捕集。再次，在电解生产过程中换极和残极冷却过程中，可设置高效的残极烟气回收系统，将散发出的高温烟气引入电解烟气净化系统进行净化处理。对于电解铝烟气净化，目前世界上几乎所有采用预焙阳极电解铝槽的铝厂均采用氧化铝化学吸附氟化氢的干法净化技术，不但净化效率高，还变害为利减少氟化盐用量。电解烟气中的氟化氢被氧化铝吸附，吸附后的氧化铝成为载氟氧化铝，一部分重新循环返回净化系统，另一部分送电解槽供生产使用，净化后尾气通过烟囱达标排放。但随着环境质量要求的变化，环境质量标准和污染物排放标准也在相应地进行修改，国家对环保的要求也越来越趋于严格。SO2成为了环保重点关注的一大气体污染物。中国铝业作为中国最大的电解铝生产企业，也率先提出了超净排放标准:SO2＜35 mg/Nm3，F＜0.3 mg/Nm3，粉尘＜5 mg/Nm3。总的来说，控制SO2的排放，可以从控制生产原料或燃料中含硫率、降低生产原料及燃料耗量，改进生产工艺以及采用优化的烟气后续处理净化工艺等方面着手。针对电解铝厂SO2和氟化物同时治理的要求，最直接有效的方式就是电解铝厂采用优化的烟气脱氟、脱硫净化系统，即传统的氧化铝化学吸附氟化氢的干法净化技术+脱硫技术。国内烟气脱硫技术主要是在火力发电、钢铁等行业应用较多。烟气脱硫技术可分为干法烟气脱硫、半干法烟气脱硫和湿法烟气脱硫三大类。对于脱硫技术而言，铝电解行业电解槽烟气具有和电力、钢铁行业不同的特点:烟气量大、烟气中SO2浓度低、烟气含湿量低、烟气温度较低等。上述特点决定了电解烟气脱硫方案的选择不宜照搬电力、钢铁行业经验，应根据烟气自身特点和工程实际，选择满足技术要求，性价比高的技术方案。
二、废水污染的治理措施
电解铝生产中产生的氟化物和氰化物会污染水质。在排放各类废水之前，应该对废水进行净化处理，在达到国家标准规范要求之后才能排放。目前，多数企业为充分利用水资源，同时响应国家绿色环保号召，减少对环境的危害，在对各类废水进行净化处理后，不再外排，而作为生产、生活用水再次使用。根据铝电解企业废水规模和水质特点，通常情况下采用综合自动化控制成套设备更为合适。整个处理过程和设备是投加系统、混合反应、气浮、过滤、活性炭吸附和自动控制的结合。
处理后的废水可达标排放或在植物绿化、喷淋、循环水再水化等方面进行再利用。一般生活污水中氮磷等营养元素都偏高，且多含有油类物质，厂区零星的生活污水必须经生活排水管网收集，进入生活污水处理设备处理达标后回用，可用于厂区绿化和道路浇洒等。总之，电解铝企业废水处理的原则，是要控制排水量，提高工艺流程循环水利用率，满足资源再利用要求，不仅节约用水还能保护环境，实现企业效益和环境保护双赢。
三、废渣污染的治理措施
1.电解槽大修渣。电解槽大修渣的处置方式主要有:填埋法、湿法处理技术、火法处理技术。填埋法是国内铝厂普遍采用的固废处理方法，但因大修渣中有害物质的毒性和腐蚀性大，填埋法对渣场防渗层的抗腐蚀性要求很高，施工难度大，成本高，并造成了大量资源浪费。湿法在处理过程中会析出剧毒的HCN、HF气体，造成设备严重腐蚀，污染操作环境，危害人类健康，少数电解铝企业研究湿法工艺对废槽衬进行处理，但未能实现大规模工业化化应用。
2.碳渣。铝电解过程捞出的阳极碳渣中主要成分是碳和电解质，其中碳约占30%、电解质约占70%。电解质的主要成分为冰晶石和其它氟化盐，如何有效回收碳渣中的电解质是电解铝企业亟待解决的问题。目前工业上主要采用浮选法或焙烧法将铝电解碳渣中的碳和电解质进行分离，并对碳渣中的电解质进行回收。通过电解铝企业及研究院所科研人员的试验研究证明，浮选法传统工艺处理碳渣回收的碳精粉及电解质纯度较低，不能直接返回利用。通过对浮选药剂及工艺不断进行优化实验，改善浮选指标，在特定浮选条件下，浮选产品碳粉则可以直接用作预焙阳极或阴极生产的配料，而电解质亦可以直接返回电解槽使用，无需进一步加工。焙烧法的主要原理是通过高温焙烧，使碳渣中的炭氧化，所得焙烧残渣即为电解质。采用焙烧法对碳渣进行处理，碳渣反应率和电解质回收率较高，且电解质纯度高于99%，可以直接返回电解槽使用。浮选法与焙烧法二者比较，焙烧法更具优势，而浮选法适用于碳渣的大规模工业化处理，产品为可直接回用的冰晶石。
3.铝灰。通常电解、熔铸过程中定期扒出的灰渣等称为一次铝灰，一次铝灰中金属铝含量高达70%～80%，一般采用铝渣处理系统(炒灰机、热渣处理或冷灰球磨等)回收铝灰中的金属铝，灰渣冷却后进一步细磨筛分出铝颗粒，得到的细灰即为二次铝灰。二次铝灰是一种危险废物，里面含有大量氟化物、氰化物、碳化铝、氮化铝等有毒有害物质。目前电解铝企业对二次铝灰的处理工艺主要为:无害化和资源化。无害化工艺:通过酸浸、碱浸、洗涤等方式，去除二次铝灰中的氮化物、氟化物、盐分等杂质后得到无害化的铝灰再进行安全填埋。资源化工艺:脱除有毒有害物质后，二次铝灰经过高温或冷加工制成不同的产品如钢爪保护环、棕刚玉磨料、精炼剂和净水剂等，或是返回电解槽作为电解铝原料。铝灰中含有一些对环境直接或间接造成危害的物质，但也是一种具有综合利用价值的可再生资源，电解铝企业应根据实际情况尽可能综合处理，既能变废为宝，进一步降低生产成本，又能减少铝灰堆存场地投资，保护环境。
4.残极。通常，电解槽上更换下的残极经过清理后，可在阳极材料生产过程中作为生阳极配料重新利用。残极主要成分是碳，因此残极也可用作冶炼燃料。
5.污水处理站污泥。一般生活污水处理站产生的污泥定期清除作为农家肥使用;生产废水处理产生的污泥排至污泥池浓缩后，再经压滤机脱水后运往渣场填埋。
总之，电解铝企业在生产过程中产生了各种形式的污染物，如何治理环境污染作为行业共性的突出问题，相关企业应该重视起来，尽快突破废物再利用、无害化、资源化产业化的相关技术难题。特别是领军企业更应该起到带头作用，从自己做起，让整个行业都能切实行动起来，真正做到绿色发展、健康发展、可持续发展。
参考文献：
［1］刘劼.现代铝电解.2018.
［2］张振宇.关于电解铝企业的环境污染问题及治理措施.2020.