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【摘要】：随着环境的变化，人们对环境的保护越来越重视。冶金行业也在朝着绿色环保的方向不断发展，因此对于金属的循环利用也是绿色冶金的一部分。铝灰作为电解铝的副产品，对于铝灰的回收利用越来越多。以铝灰代替硅铁冶炼金属镁的新法炼镁受到越来越多的研究。新法炼镁是铝热还原的一种，新法炼镁可以大量的利用铝灰，其炼镁渣中的氧化铝和氧化钙化合生成了铝酸钙式炼镁渣，铝酸钙式炼镁渣通过高压浸出其中的氧化铝，为冶金行业的綠色发展做出贡献，达到了低碳冶金的目的。
【关键词】：铝灰；新法炼镁渣；高压浸出
概述
新法炼镁渣是以铝灰为还原剂，将其在真空热还原下炼冶炼镁所产生的还原渣。目前的炼镁渣主要以硅铁作为还原剂的皮江法产生的炼镁渣为主，但是以铝灰作为炼镁还原剂具有很多优点，将是未来炼镁新的发展方向之一。
目前作为废料处理的铝灰不断增加，而新法炼镁渣的回收利用可以实现铝灰的利用，而且相对于皮江法的炼镁渣具有回收率高和污染小等优点，因此对于高压浸出新法炼镁渣的研究对镁冶炼的未来发展具有参考性意义。
铝灰
铝灰是在氧化铝电解还原过程中或铝型材的熔铸过程中产生的副产物。铝灰因来源差异可以分为一次铝灰和二次铝灰[1-2]：一次铝灰是在电解生产原铝、铸造等过程中产生，铝含量可达15%～70%；二次铝灰是指一次铝灰经过处理回收其中大部分的铝后产生的铝灰，其主要成分为氧化铝、精炼剂和铝的混合物，其中铝含量比一次铝灰低。二次铝灰由于含铝量低，处理较难，少量进行回收，一般均作为废渣进行填埋处理。二次铝灰具有含铝量低，回收的价值较小的特点，因此二次铝灰的价格相对便宜。目前二次铝灰的利用率不理想，只有少部分的用于生产铝电解槽中的阳极保护环或作为炼钢脱硫剂等，二次铝灰如果进入环境中会对环境造成难以恢复的破坏。
由于每个厂家生产金属铝采用的氧化铝原料和冶炼过程都有差异，因此产生的铝灰的成分的含量有差异，但是铝灰中含有金属铝、氧化铝、氮化铝等物质，具备较高的回收利用价值。以价格便宜的铝灰作为热还原炼镁的还原剂，不仅将热还原法炼镁的成本降低，还将对环境有污染的铝灰加以利用。
铝灰的利用以在高温条件下提取金属铝，氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料制备，炼钢辅料及还原炼镁四个方面为主。
冶炼镁的方法
目前冶炼金属镁的方法主要有熔盐电解法冶炼金属镁和热还原法冶炼金属镁两大类：熔盐电解法冶炼金属镁在国内工厂化生产镁中应用的很少。热还原法冶炼镁在国内工厂中采用最多的就是硅热法。目前，世界上绝大部分的金属镁是由皮江法生产的，但皮江法炼镁仍具有以下缺点：高耗能、耗料高、废渣与废气排放量大，但是皮江法仍具有以下优点：工艺流程简练、建厂投资少、生产方法灵活、成品镁的纯度高，并且可以直接利用白云石作为原料冶炼，皮江法成为我国冶炼金属镁的主要方法。
生产1 t金属镁的理论消耗量为硅铁0.75 t、白云石8.5 t，产生4 t废渣；生产l t金属镁的理论消耗量为0.75 t金属铝、白云石4.43 t（外加0.8 t苛性菱镁矿），产生2.77 t废渣；采用单质铝还原后，在1050℃以下即可发生还原，其效果与硅热法在1200℃时的效果相差无几 [3]。铝热法还原炼镁优于硅热法还原炼镁，但是现阶段在工业上采用硅热法进行金属镁的冶炼，由于单质铝的价格较高，导致铝热法的成本高于硅热法，因此没有将铝热法应用在工业生产。随着现代工业的发展，铝灰的增加并且具有价格便宜的现状，以铝灰作为还原剂使降低成本，产生的炼镁渣可以浸出其中的氧化铝，相对于皮江法产生的炼镁渣更利于处理。
炼镁渣的处理
目前工业上冶炼金属镁主要是以硅铁作为还原剂的皮江法，因此现阶段对皮江法的炼镁渣的研究比较多。例如，利用镁渣研制新型墙体材料、镁渣在煤脱硫方面的应用、金属镁渣在煅烧水泥熟料中的应用、镁还原渣在生产加气混凝土当中的应用及镁还原渣的废热利用等多个方面[4]。
新法铝热炼镁渣目前主要研究方向是对其渣中的氧化铝在碱性溶液下进行浸出，然后将新法炼镁渣的浸出液进行碳分得到氢氧化铝，从而实现铝灰的利用。
高压浸出
高压浸出是把浸出温度提高到浸出剂溶液沸点以上来提高浸出能力的方法。此方法广泛应用在湿法冶金。高压浸出的发展曾遇到了一些制造方面的困难：高压浸出设备的制造复杂；高压浸出设备材料腐蚀问题没有被解决，如今耐腐蚀材料的大量涌出得以解决。高压浸出在高压釜内进行，高压釜结构与机械搅拌浸出槽的结构相似，但更耐高压，密封良好[5]。高压浸出改善了浸出反应条件，优化了其浸出时的热力学和动力学条件。目前高压浸出应用到新法炼镁渣的处理中，使新法炼镁渣中的氧化铝浸出率显著提高。
目的及意义
在辽宁省具有大量天然的菱镁矿资源，并且辽宁省也分布着许多铝厂和铝材加工厂。例如，辽宁忠旺集团有限公司、抚顺铝厂、营口托田铝业有限公司等，这些工厂每年会不断的带来大量的铝灰资源。综合考虑辽宁省本地的这些优势，可以将镁矿资源和铝灰资源合理的利用，然后将其炼镁渣利于高压浸出的优化条件进行处理。这种处理方法为本地工业资源优势提供理论性的参考。
参考文献：
[1]Shinzato M C，Hypolito R.Solid waste from aluminum recycling process：characterization and reuse of its economically valuable constituents [J].Waste Management，2005，25（1）：37-46.
[2]Hazar A B Y，Saridede M N，Cigdem M.A study on the structural analysis of aluminium drosses and processing of industrial aluminium salty slags [J].Scandinavian Journal of Metallurgy，2005，34 （5）：213-219.
[3]王学诗，邹爱平.废铝取代硅铁作还原剂是热法炼镁的发展方向[J].中国物资再生产，1997（7）：12-19.
[4]徐祥斌，罗序燕，李长勇.镁还原渣的应用现状[J].轻金属. 2009（7）：49-52.
[5]马荣骏.湿法冶金新发展[J].湿法冶金.2007，26（1）：1-12.
【关键词】：铝灰；新法炼镁渣；高压浸出
概述
新法炼镁渣是以铝灰为还原剂，将其在真空热还原下炼冶炼镁所产生的还原渣。目前的炼镁渣主要以硅铁作为还原剂的皮江法产生的炼镁渣为主，但是以铝灰作为炼镁还原剂具有很多优点，将是未来炼镁新的发展方向之一。
目前作为废料处理的铝灰不断增加，而新法炼镁渣的回收利用可以实现铝灰的利用，而且相对于皮江法的炼镁渣具有回收率高和污染小等优点，因此对于高压浸出新法炼镁渣的研究对镁冶炼的未来发展具有参考性意义。
铝灰
铝灰是在氧化铝电解还原过程中或铝型材的熔铸过程中产生的副产物。铝灰因来源差异可以分为一次铝灰和二次铝灰[1-2]：一次铝灰是在电解生产原铝、铸造等过程中产生，铝含量可达15%～70%；二次铝灰是指一次铝灰经过处理回收其中大部分的铝后产生的铝灰，其主要成分为氧化铝、精炼剂和铝的混合物，其中铝含量比一次铝灰低。二次铝灰由于含铝量低，处理较难，少量进行回收，一般均作为废渣进行填埋处理。二次铝灰具有含铝量低，回收的价值较小的特点，因此二次铝灰的价格相对便宜。目前二次铝灰的利用率不理想，只有少部分的用于生产铝电解槽中的阳极保护环或作为炼钢脱硫剂等，二次铝灰如果进入环境中会对环境造成难以恢复的破坏。
由于每个厂家生产金属铝采用的氧化铝原料和冶炼过程都有差异，因此产生的铝灰的成分的含量有差异，但是铝灰中含有金属铝、氧化铝、氮化铝等物质，具备较高的回收利用价值。以价格便宜的铝灰作为热还原炼镁的还原剂，不仅将热还原法炼镁的成本降低，还将对环境有污染的铝灰加以利用。
铝灰的利用以在高温条件下提取金属铝，氧化铝、氯化铝、硫酸铝等无机材料制备，炼钢辅料及还原炼镁四个方面为主。
冶炼镁的方法
目前冶炼金属镁的方法主要有熔盐电解法冶炼金属镁和热还原法冶炼金属镁两大类：熔盐电解法冶炼金属镁在国内工厂化生产镁中应用的很少。热还原法冶炼镁在国内工厂中采用最多的就是硅热法。目前，世界上绝大部分的金属镁是由皮江法生产的，但皮江法炼镁仍具有以下缺点：高耗能、耗料高、废渣与废气排放量大，但是皮江法仍具有以下优点：工艺流程简练、建厂投资少、生产方法灵活、成品镁的纯度高，并且可以直接利用白云石作为原料冶炼，皮江法成为我国冶炼金属镁的主要方法。
生产1 t金属镁的理论消耗量为硅铁0.75 t、白云石8.5 t，产生4 t废渣；生产l t金属镁的理论消耗量为0.75 t金属铝、白云石4.43 t（外加0.8 t苛性菱镁矿），产生2.77 t废渣；采用单质铝还原后，在1050℃以下即可发生还原，其效果与硅热法在1200℃时的效果相差无几 [3]。铝热法还原炼镁优于硅热法还原炼镁，但是现阶段在工业上采用硅热法进行金属镁的冶炼，由于单质铝的价格较高，导致铝热法的成本高于硅热法，因此没有将铝热法应用在工业生产。随着现代工业的发展，铝灰的增加并且具有价格便宜的现状，以铝灰作为还原剂使降低成本，产生的炼镁渣可以浸出其中的氧化铝，相对于皮江法产生的炼镁渣更利于处理。
炼镁渣的处理
目前工业上冶炼金属镁主要是以硅铁作为还原剂的皮江法，因此现阶段对皮江法的炼镁渣的研究比较多。例如，利用镁渣研制新型墙体材料、镁渣在煤脱硫方面的应用、金属镁渣在煅烧水泥熟料中的应用、镁还原渣在生产加气混凝土当中的应用及镁还原渣的废热利用等多个方面[4]。
新法铝热炼镁渣目前主要研究方向是对其渣中的氧化铝在碱性溶液下进行浸出，然后将新法炼镁渣的浸出液进行碳分得到氢氧化铝，从而实现铝灰的利用。
高压浸出
高压浸出是把浸出温度提高到浸出剂溶液沸点以上来提高浸出能力的方法。此方法广泛应用在湿法冶金。高压浸出的发展曾遇到了一些制造方面的困难：高压浸出设备的制造复杂；高压浸出设备材料腐蚀问题没有被解决，如今耐腐蚀材料的大量涌出得以解决。高压浸出在高压釜内进行，高压釜结构与机械搅拌浸出槽的结构相似，但更耐高压，密封良好[5]。高压浸出改善了浸出反应条件，优化了其浸出时的热力学和动力学条件。目前高压浸出应用到新法炼镁渣的处理中，使新法炼镁渣中的氧化铝浸出率显著提高。
目的及意义
在辽宁省具有大量天然的菱镁矿资源，并且辽宁省也分布着许多铝厂和铝材加工厂。例如，辽宁忠旺集团有限公司、抚顺铝厂、营口托田铝业有限公司等，这些工厂每年会不断的带来大量的铝灰资源。综合考虑辽宁省本地的这些优势，可以将镁矿资源和铝灰资源合理的利用，然后将其炼镁渣利于高压浸出的优化条件进行处理。这种处理方法为本地工业资源优势提供理论性的参考。
参考文献：
[1]Shinzato M C，Hypolito R.Solid waste from aluminum recycling process：characterization and reuse of its economically valuable constituents [J].Waste Management，2005，25（1）：37-46.
[2]Hazar A B Y，Saridede M N，Cigdem M.A study on the structural analysis of aluminium drosses and processing of industrial aluminium salty slags [J].Scandinavian Journal of Metallurgy，2005，34 （5）：213-219.
[3]王学诗，邹爱平.废铝取代硅铁作还原剂是热法炼镁的发展方向[J].中国物资再生产，1997（7）：12-19.
[4]徐祥斌，罗序燕，李长勇.镁还原渣的应用现状[J].轻金属. 2009（7）：49-52.
[5]马荣骏.湿法冶金新发展[J].湿法冶金.2007，26（1）：1-12.