铝灰处置及再生项目环评报告,铝灰处置及再生项目环评报告山东?

铝灰(又名铝渣),主要由 Al2O3和金属铝等物质组成,是铝生产(如电解铝、制备含铝合金、回收铝资源)时产生的含铝工业废料。铝灰常分为一次铝灰、二次铝灰。一次铝灰又名白灰,通常为电解制铝工艺直接留下的残渣或不添加盐类炼铝的残渣,含铝15%~70%,主要由铝及其氧化物组成;二次铝灰包括黑灰和盐饼。黑灰是一次铝灰进行资源提取回收和加盐炼铝后产生的残渣,主要由铝、铝氧化物和氮化物、熔融盐等物质组成,含铝12%~18%;盐饼是在生产过程中由废灰产生的含少量铝、氯化钠氟化物等的混合物。

据数据统计,2019 年世界铝产量6365.7万t,中国占一半以上,达到3579.5万 t。研究表明,通常情况下利用铝矿石直接生产1000t的金属铝会产生10~20t的铝灰,而二次铝资源回收将产生20~50t甚至更高的、成分更加复杂的铝灰。据此估计,我国2019年产生的铝灰超100万t,而铝灰中含有的诸多重金属(As、PbCd、Cr等)和有害离子(F-、CN-),会污染水源、危害生物,因而我国已于2016年将铝灰列入《国家危险废弃物名录》。

在我国新的时代背景下,经济发展的要求已经从高速发展逐渐转变为高质量可持续发展,这使得对铝灰的回收处理、资源化处理、环境风险评价以及管理政策等研究具有十分重要的现实意义。因此,本文以当前国内铝灰处理工艺的研究与实践进展为主要依据,结合环境评价和地方企业管理政策介绍了铝灰的主要回收方法、环境评价的依据、政府与企业的管理政策,以供后续研究参考。

铝灰处理方法

铝灰处理方法主要分为铝灰回收处理、铝灰无害化处理和铝灰资源化利用 3 部分。其中铝灰回收处理又分为铝灰火法回收和铝灰湿法回收,是当前铝灰处理的主要形式;铝灰无害化处理则是借助浸出剂等手段,将铝灰中有害的氟、氯及一些重金属浸出,以期得到可以合格排放的浸出液或者污染物含量符合国家标准的固体废弃物;铝灰资源化利用则是根据铝灰的性质特点,依靠特殊工艺手段将之加工成可以使用的资源,如防火材料、污水絮凝剂等,与铝灰回收处理不同的是,铝灰资源化利用的主要目的是通过某些工艺手段除去铝灰中难以利用的杂质,进而将铝灰转换成可利用的资源。

环境评价

近 10 余年,我国铝产量快速增长,从 2008 年的1358.5万 t 增长到2019 年的 3579.5万t,年均增产10%以上,预计2020年较2019年至少增产5%。由于铝灰产量与铝产量是正相关关系。因此,我国不仅是产铝大国,也是铝灰生产大国。

我国庞大的铝工业体系产生大量、复杂的铝灰,其中常含有 Cd、Cr 和 F、Cl 等有害元素,由于其中大部分有害物质具有高度反应活性和一定的毒腐蚀性,因此对环境的危害十分严重。根据我国 2020 修订的《国家危险废弃物名录》,铝火法冶炼相关危险废物的等级从原先 T(毒性)改为 R,T(反应性,毒 性),并且重新明确了二次铝灰渣具有反应性的危险特性。这无疑更加明确说明了铝灰对环境危害性在于其中有害元素的反应活性和化合物毒性,对铝灰堆积产生的环境影响进行符合标准的评价已经迫在眉睫。我国目前实行的环境评价可概括为 3 个原则、立体范围、两道流程。3个原则分别是早期介入、过程互动,统筹衔接、分类指导和客观评价、结论科学;立体范围则是指按照时间维度和空间尺度全面地界定评价范围、选择评价区域;两道流程包括工作流程和技术流程。

就铝灰堆积造成的污染而言,环境评价的最终目标是改善铝灰堆积带来的负面影响,并对已污染地区进行有效的污染防治;主要评价方法为从时间维度和空间维度,评价一定时间段、一定空间范围内,水、土壤等要素质量现状和演变趋势,明确主要和特征污染因子含量,也即铝灰中以氟、氯为代表的有毒有害元素和镉为代表的重金属元素含量,并分析其对水、土壤等要素的影响,明确需要解决的主要环境问题;还应对铝灰的环境影响进行预测评价。这些需要环境评价人员从《土壤环境(试行)评价标准》(HJ 964—2018)和《地下水环境评价标准》(HJ610—2016)出发,结合趋势分析、负荷分析、数值模拟、风险概率统计等方法对水环境、土壤环境、生态环境、人群健康风险等方面进行预测、评价、分析,并且结合当前区域环境承载力,评估剩余污染物允许排放量,最终给出包含生态环境演变趋势、环境要素承载能力和减缓铝灰堆积对环境影响的生态保护方案等在内的评价结论。

目前的研究表明,铝灰堆积会带来 3 个主要危害:污染地下水、污染大气和污染土壤。

铝灰管理政策

铝灰作为进入我国《国家危险废弃物名录》的固体废弃物,具有产量大、危害高、危险性大的特点,因 此,必须依照国家相关规定对铝灰进行合理处理与科学管理才能有效降低铝灰对环境的威胁。

一、国家法律法规

20 世纪末,我国对于工业固体废弃物处理便有针对性的法律法规。1995 年颁布、2005 年和 2013 年分别修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》(下简称《固体法》)是当下地方部门和企业管理处理工业固体废弃物的基础法律。作为处理固体废弃物的专门性法律,《固体法》确立了固体处理中“减量化、资源化和无害化”的原则,并且对于包括铝灰在内的工业固体废弃物的贮存、运输、再利用、处置等过程的管理提出了基本的法律要求,并确立了危险废物管理名录等诸多行之有效的管理制度,铝厂处理铝灰等固体废弃物方案为类似有毒有害固废管理提供了法律依据。

二、政府标准政策

在有了相应的法律的基础上,我国有关部门随即提出了关于危险废物管理的行政法规和部门规章十余项、危险废物管理相关环境标准20余项,其中以“GB”或“GB/T”开头的标准就有14项,可见相关部门对于我国固体废弃物管理的重视程度。

在上述 30 余项政策和环境标准中,现行的铝及铝合金废料(GB/T 13586—2006)标准、《危险废物污染防治技术政策》(环法[2001]199号)等多个规定性文件对包括铝灰在内的工业固体废弃物从产生到收集、运输、处理等各个细节过程都进行了明确的规定。此外,在国务院颁布的《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》(国发[2005]21号)中指出要以冶金、化工等领域的废渣为资源综合利用的重点,加强资源二次回收、二次提取、二次利用的能力,推动工业资源综合化利用,工业废物无害化处理。

相关部门通过相应的规定,规范了企业处理工业固体废弃物的思路、标准和方法,为各大公司提供了诸多行之有效的处理办法和管理要求,也为企业关于固体废弃物政策的制定指明了方向。

三、企业管理政策

国家层面制定的法律、政府部门制定的法规为各炼铝企业制定处理铝灰等固体废弃物管理办法奠定了基础。经过多年的发展,对于以铝灰为主要固体废弃物的铝厂,法律法规相对完善,因此,当下大多数企业制定了兼具国家标准、地方法规和自身特色的管理政策。

中国铝业贵州分公司实施了“强化环境管理,实行可持续发展战略”,改造了部分高污染和处理污染的设备,优化了现有工艺流程,完善了处理废水废弃物的方法,完成了废气设施的建造,并且在2001年完成了污水排放量小于 104 m3/a的标准,有效地减少了该铝厂铝灰和废液随自然循环导致污染范围扩大的现象。熊兴联依据 2004 年颁布的《建设项目环境风险评价技术导则》(HJ/T 169—2004)等指导性的准则,通过分析电解铝厂环境问题,认为电解铝厂的环境风险在于废液、废渣的处理排放,并且从选址风险防范、污染物监控防范、火灾防范等方面指出,电解铝厂在考虑减排污染物、监控污染物排放和污染物分散的同时,还应注意选厂需远离生活区和卫生防护区。此外作者还指出应当采用消防水系统,从降低可燃气体泄漏风险出发,加大火灾防护设施的建设。最后结合管理政策指出铝灰堆积的渣场应当完善评价指标,准确选取计算危险物数质量的条件,合理界定污染物排放的监管部门职责,对后续企业政策的建立具有重要的意义。

当下来看,制铝企业和公司的管理政策主要集中在减少污染排放方面,以满足国标、法规和法律的规定。但实际上,随着近年铝灰资源化利用研究的深入,冶金行业的发展朝着“减量化、资源化和无害化”的趋势越来越明显,各大公司和企业更应该看到的是铝灰非“弃品”,更非“废品”,加大资源化利用、无害化处理等技术的学习和应用,使铝灰从过去“处理难”转变成未来的资源材料。

结语与展望

按照我国当前铝业的发展趋势,我国铝年产量还会不断上升,也就意味着每年铝灰产量将在较长时期保持较高水平。一方面,铝灰中铬、氟、氯等有毒有害元素给我国环境保护带来了诸多挑战,另一方面铝灰中依旧有大量的金属铝、氧化铝等可回收资源,因此需要采用合理的铝灰处理方法,以减少资源浪费,提高资源综合利用能力。

目前,我国对铝灰的处理方法主要是回收处理、资源化利用。铝灰回收处理主要包括火法回收和湿法回收,火法回收通常用于处理一次铝灰,分为加盐回收、无盐回收。相比于加盐火法回收,无盐火法回收产生的污染较小,工作效率和回收率较高,更符合我国当前绿色发展理念,未来应当重点研究。铝灰的湿法处理与火法处理不同,一方面处理对象主要为二次铝灰,另一方面回收的资源为铝的化合物,而不是局限于金属铝。湿法回收的处理对象是过去不可回收的“废渣”,可以有效提高资源的利用率;但是由于湿法回收对设备耐酸、耐碱等性能有一定的要求,湿法回收还需要进一步深入研究。铝灰资源化利用则是近年来新提出的概念,由于其可以直接利用废弃铝灰,因而推动了铝灰资源综合利用的发展,并且在保证材料和药剂性能的同时降低了合成材料的成本,应当着重研究、发展。

我国在铝灰处理方法进步的同时,铝灰环境风险评价也在不断发展,从仅用一两种元素做周边土壤分析到使用特定指标对铝灰堆场周边做综合性环境评价,但是在指标覆盖范围上仍需继续发展。不断更新迭代的环境评价方法给国家制定法律、地方修改法规、企业制定政策提供了一个“风向标”,在国家、地方、企业相关法律、法规、政策的更新换代中起到了重要作用。诸多企业的发展政策也从“发展才是硬道理”到当下的“强化环境管理,实行可持续发展战略”,这也从侧面说明,各大企业未来应当更加注重政策精细化和时效性,从自身基本状况出发,合理制定“既能促发展,又能减污染”的管理政策。

在新的时代背景下,“排放权就是发展权”的观念下,要求重构科研、生产、环保等概念,处理不好科研方向和环境的关系,就会影响科研成果的企业化应用,发展也就会受到限制。因此,制铝厂应当结合自身特点,选择合适的铝灰处理方法,以企业环境风险评估为方向,依据自身情况制定兼顾发展和环境保护的管理政策和发展策略;广大研究铝灰回收的科研人员也应当更加注重铝灰降污染、无害化、资源化等的研究,加大研究与实际生产的结合,如此才能走出科研、生产、环保相结合的绿色发展之路。

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