2020年9月9日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)在河南省鄭州市組織召開了“鋁電解槽大修渣資源化綜合利用技術(shù)”項(xiàng)目成果評(píng)價(jià)會(huì)議。該項(xiàng)目是河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司和中南大學(xué)等六家單位自主研發(fā)，面向鋁電解槽大修渣固廢資源化的發(fā)展需求，針對(duì)鋁硅質(zhì)固廢難以資源化高值回收利用的行業(yè)難題，系統(tǒng)研究了鋁電解槽大修渣資源化綜合利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鋁電解槽大修渣中鋁硅質(zhì)固廢的資源化，高值化利用。
該項(xiàng)目創(chuàng)新研發(fā)了大修渣加入鋁電解槽生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)大修渣資源化利用的工藝技術(shù);研究發(fā)現(xiàn)了鋁電解槽在正常運(yùn)行條件下可分解氰化物;系統(tǒng)研究了大修渣對(duì)電解槽工藝的影響規(guī)律;研發(fā)了配料下料工藝技術(shù)及裝備，為鋁電解槽處理大修渣高效穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。項(xiàng)目創(chuàng)新程度高，實(shí)現(xiàn)了大修渣的資源化利用，使其生產(chǎn)處理過程中不再產(chǎn)生次生的固廢和危廢。建立了大修渣和氧化鋁混合料的溶解模型，優(yōu)化了電解槽使用大修渣后的工藝參數(shù)，優(yōu)化電解槽技術(shù)條件，生產(chǎn)出穩(wěn)定的鋁中間合金產(chǎn)品。技術(shù)難度大、復(fù)雜程度高。該技術(shù)已于2019年6月在河南中孚鋁業(yè)有限公司、重慶旗能電鋁有限公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，效果顯著，運(yùn)行穩(wěn)定。技術(shù)重現(xiàn)性好，成熟度高。
主要突破和創(chuàng)新如下：
（1）發(fā)現(xiàn)了大修渣的主要成份可以做為電解槽生產(chǎn)主要原料，融熔冰晶石可以對(duì)鋁電解槽大修渣有較好的溶解性，明晰了鋁電解運(yùn)行條件下可以分解氰化物，使其無害化；得出以大修渣為原料生產(chǎn)鋁硅合金的配料方案并研發(fā)了鋁電解槽以大修渣為原料生產(chǎn)鋁硅合金的生產(chǎn)技術(shù)條件。
（2）對(duì)400kA大型鋁電解槽中氧化鋁和鋁硅質(zhì)大修渣溶解動(dòng)力學(xué)及擴(kuò)散進(jìn)行了研究，揭示了氧化鋁和氧化硅濃度分布變化主要受電解質(zhì)流場的影響較大，逐步發(fā)生溶解的氧化鋁和氧化硅由下料點(diǎn)擴(kuò)散到全槽熔體區(qū)域的主要過程為：溶解的氧化鋁和氧化硅經(jīng)垂直方向由下料點(diǎn)表面向極間區(qū)域進(jìn)行擴(kuò)散，這個(gè)過程由氣泡垂直方向作用力的控制比較明顯，但是局部區(qū)域的電磁力作用也很重要； 一旦氧化鋁和氧化硅擴(kuò)散到下料點(diǎn)底部的陽極周圍區(qū)域，越來越多的氧化鋁和氧化硅會(huì)隨著電解質(zhì)水平流場的運(yùn)動(dòng)而向槽周圍進(jìn)行擴(kuò)散，這個(gè)過程主要受氣泡和電磁力共同控制，但是電磁力的主導(dǎo)作用比較明顯，可以使氧化鋁和氧化硅快速擴(kuò)散到全槽區(qū)域，為電解槽工藝控制與優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。
（3）揭示了SiO2含量對(duì)電解質(zhì)熔鹽物理化學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律，明晰了大修渣的添加對(duì)電解質(zhì)熔體初晶溫度、電導(dǎo)率、密度和粘度等物理化學(xué)性質(zhì)變化的影響規(guī)律，為鋁電解槽工藝控制于優(yōu)化提供了理論指導(dǎo)。
（4）開發(fā)出了一套鋁硅質(zhì)大修渣磨粉工藝流程及除鐵工藝，可以把鋁硅質(zhì)廢料磨成≤0.2mm危廢粉碎料，并利用強(qiáng)磁磁選機(jī)出去雜質(zhì)鐵。開發(fā)了鋁硅質(zhì)大修渣與氧化鋁原料配料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了基于Si含量控制的按需下料，使生產(chǎn)出來的鋁硅合金的含硅量符合預(yù)期值，為生產(chǎn)鋁硅合金提供了可靠的下料系統(tǒng)保障。
（5）該項(xiàng)目投資小，硬件裝備簡單。對(duì)大修渣的資源化最徹底，無任何尾渣需要治理。技術(shù)的應(yīng)用有較高的經(jīng)濟(jì)效益，徹底改變了電解鋁行業(yè)中大修渣處理沒有經(jīng)濟(jì)效益的現(xiàn)狀，將有利于技術(shù)的全面推廣應(yīng)用，解決了行業(yè)長期以來對(duì)大修渣沒有可行的資源化技術(shù)，具有重大的社會(huì)環(huán)保效益。
由何季麟院士、張文海院士等八名業(yè)內(nèi)知名專家組成的技術(shù)評(píng)價(jià)專家組一致認(rèn)為，“鋁電解槽大修渣資源化綜合利用技術(shù)”項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，該成套技術(shù)的研發(fā)與成功應(yīng)用，對(duì)推動(dòng)我國鋁電解槽大修渣固廢資源化可持續(xù)發(fā)展意義重大，應(yīng)用前景廣闊。