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1、电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范编制说明标准名称：电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范项目编号：DB制、修订类型：制足主要起草单位：清华大学协作单位：青海省固体废物污染防治中心归口单位：青海省生态环境厅起草时间：2023年6月2023年12月一、工作简况1（一）任务来源1（二）起草单位、协作单位1（三）主要起草人1二、制定标准的必要性和意义2三、主要起草过程6（一）前期准备6（二）资料收集和调研分析7（三）现场调研和在线讨论7（四）编制标准7（五）征求意见和送审报批8四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系8（一）制定原则和依据8（二）标准与现行法律、法规标准的关
2、系9五、大修渣和炭渣利用处置和管理现状10（一）青海省大修渣和炭渣产生情况10（二）国内外大修渣和炭渣利用处置情况11（三）大修渣和炭渣利用处置相关工艺案例简介17（四）大修渣和炭渣利用污染控制相关标准和规范23六、主要条款的说明（重要项）25（一）适用范围25（二）规范性引用文件25（三）术语和定义25（四）总体要求26（五）收集、贮存、运输污染控制要求26（六）综合利用污染控制技术要求27（七）环境和污染物监测要求50（八）环境管理要求51（九）实施与监督51七、重大意见分歧的处理依据和结果（必要项）51八、贯彻实施标准的要求、措施等建议（必要项）51九、预期的经济、社会效益，并提出下次复
3、审时间，其他应说明的事项（选填项）.52电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范编制说明一、工作简况（一）任务来源2023年青海省地方标准制定申报通知下发以后，各单位高度重视，积极组织申报，共提出3项立项建议。2023年6月29日，青海省固体废物污染防治中心按照中华人民共和国标准化法地方标准管理办法生态环境标准管理办法的规定，组织相关部门、技术专家联合审查，决定批准电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范等3项标准为2023年生态环境地方标准制修订项目计划。（二）起草单位、协作单位起草单位：清华大学协作单位：青海省固体废物污染防治中心（三）主要起草人本标准主要起草人及对应任务分工情况如表1
4、所示。表1标准主要起草人简介编号姓名性别职务/职称工作单位任务分工1吕溥男研究员清华大学标准和编制说明的编写、修改和审核2朱卫平男工程师青海省固体废物污染防治中标准方案制定和征求意见工心作3李金惠男研究员清华大学参与标准和编制说明修改4刘玉强男研究员中国环境科学研究院参与标准和编制说明修改5王女青海省地质矿产测试应用中心参与标准污染物指标的检测和数据处理二、制定标准的必要性和意义铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，是国民经济基础建设所需的重要金属材料之一，具有轻质、导电、耐腐蚀等特性，铝及铝合金制品作为有色金属材料广泛应用于包装、机械制造、电子电器、电力工业、建筑工业、航空航天、交通运输以及印刷版
5、基等领域。中国是电解铝生产大国，2021年电解铝产能达到3850多万吨，约占全球总产能的57%以上。由于我国铝工业的后备资源不足，保障能力下降，因此资源节约型的铝工业发展方向势在必行。在工业用的各种金属中,铝的可回收再生性是最高的，再生效益最大。再生铝产业具有明显的节约资源、节能、环保优势，以循环经济理念发展铝工业，大力发展再生铝，能够有力地促进再生金属资源综合利用，构建和发展循环经济产业链，对全国资源综合利用、行业经济增长、发展循环经济的支撑和带动作用十分明显。然而，随着我国再生铝行业的迅猛发展，每年会产生上百万吨炭渣、大修渣和铝灰等危险废物，其中青海省大修渣和炭渣每年产生量约为10万吨，产
6、生量大、成分复杂且分布面广。随着我国可持续发展战略的持续推进以及危废处理存在环保压力大、资源匮乏、能源损耗大等因素的制约，电解铝大修渣贺炭渣的无害化处理和资源化利用已成为行业内亟需解决的难题。大修渣和炭渣等电解铝固体废弃物的危害主要在于含有可溶性的氟化物和氧化物，若每产生一吨大修渣，则含有约130-150克的氟化物和2千克左右的氟化物。氟离子和氟离子溶于水后会对土壤和地下水造成严重污染，且污染影响是长期的，对生态环境和人体健康危害极大。根据危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)中对氟化物和氟化物明确分别限定在1OOmg/L和5mg/L以内,而根据相关研究数据显示，大修渣中氟
7、化物和氟化物含量分别在4000mgL和15mgL左右，远超出标准中规定的排放限值。目前，我国大修渣和碳渣主要进行无害化填埋和堆存处置，普遍简易堆存和填埋，在雨淋和日晒等外界条件下使氟化物和氯化物迁移到自然环境中，破坏生态平衡，而且氧化物为剧毒品，少量通过呼吸或皮肤进入人体会造成死亡，威胁人类健康，而且填埋和堆存处置的占地面积大、费用高，造成土地资源大量浪费，与“无废城市建设理念相悖。大修渣和炭渣被列入国家危险废物名录后，管控过程中会出现贮存超库存，处理能力不足，跨省转移手续繁琐，协同处置困难等众多问题，缺乏相关标准和指南使其完全无害化和高效资源化回收利用。而且电解铝行业产生的大修渣贺炭渣资源化
8、利用必将朝着无污染、低成本、低能耗和高值化全量利用方向发展。因此，制定电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制相关技术规范，指导、规范大修渣和炭渣资源化利用和污染防治，提升大修渣和炭渣资源化、无害化水平和能力，极具必要性，意义重大。一是落实国家和青海省重大决策部署的具体举措。青海省“十四五”生态环境保护规划，明确建立健全固体废物综合利用标准体系。“十四五”时期“无废城市”建设工作方案明确要求积极引领和参与固体废物相关标准制定，完善固体废物污染控制技术标准与资源化产品标准。大修渣和炭渣是青海省产生量较大的危险废物，目前国家层面缺少大修渣和炭渣资源化利用过程的污染控制标准，河南和青海等电解铝行业大省已制
9、定了地方性的铝灰资源化利用污染控制相关标准，以及发布了大修渣和炭渣资源化利用相关的团体标准，因此制定青海省大修渣和炭渣利用处置污染控制技术标准和资源化产品标准，补齐相关标准规范方面的短板是落实以上决策部署的具体举措。二是防范固废污染风险，保护中华水塔和生态环境的必然要求。党的十八大以来，习近平总书记从维护国家生态安全的大局出发，把青海生态环境保护提到前所未有的高度,作出一系列重要批示指示，反复强调青海是重要“生态屏障”“战略要地”。大修渣和炭渣是青海产生量较大的废物之一，且分布广、危害大，而我国能够运行的大修渣和碳渣资源化利用产能严重不足，加之其处置以危险废物处置单位以废物进行处置为主，可能存
10、在非法倾倒等问题，将通过土壤-地下水-地表水等多途径多介质迁移扩散，进而危害生态环境和人体健康，影响“中华水塔”保护大局。造成这一现象主要原因除了资源化利用技术有限，技术水平较低外，另一方面是缺乏大修渣和炭渣利用污染控制技术规范，无法实现政策上的推动，技术和政策的壁垒造成当前电解铝行业产生的危险废物无法大量资源化，容易导致不妥利用处置，造成土壤和地表地下水体污染，危害人民群众健康，影响青海生态环境保护。三是新形势下落实“放管服”改革要求。大修渣和炭渣属于危险废物，其利用处置方式多样，利用处置产物特性各异，对产废企业的合理利用处置和环境管理提出了较高的要求。制定青海省地方性大修渣和炭渣利用污染控
11、制技术规范,弥补目前缺乏国家大修渣和炭渣利用处置标准的不足，有助于指导企业优化大修渣和炭渣利用处置去向，减少不合理利用处置导致的昂贵处置费用，促进行业可持续规范发展。通过明确不同利用处置产物的危险废物属性，有助于减少企业重复开展大修渣和炭渣利用产物危险特性鉴别的费用，同时有利于企业“减负”“降成本”，是落实放管服改革的具体举措。因此，电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范的出台，有助于规范大修渣和炭渣妥善资源化利用处置和管理要求，促进大修渣和炭渣利用处置企业提高技术水平和规范得同时，避免不合理利用处置带来的环境污染和风险,不仅对保护青海生态环境和人体健康具有重要意义，且事关国家生态安全，意
12、义十分重大。三、主要起草过程（一）前期准备本项目由清华大学环境学院承担，接到青海省生态环境厅的委托后，于2023年5月组织相关专业人员组成编制小组，并按照项目要求，明确了任务分工、确定了工作重点和时间进度。项目参与成员为长期从事危险废物环境管理和污染控制技术研究的专业人员，近3年来承担/参与多项危险废物相关研究和标准制定工作。包括参与国家标准危险废物资源化产物环境风险评价通则制定，通过识别和防控危险废物资源化产物生产和使用过程中的环境风险，确定风险基准值，为相关产品的风险评价提供标准支撑，解决危险废物资源化产物出路问题，促进危险废物综合利用行业规范化发展。（二）资料收集和调研分析2023年5月
13、至8月，编制小组在现有工作的基础上，针对国内外电解铝行业基本概况、国内电解铝行业产生危险废物管理的相关标准、规范、技术文件进行广泛收集、调研与分析，进一步明确本技术标准制定的指导思想、框架依据，总结和梳理环境管理部门和相关企业在大修渣和炭渣的环境管理、利用处置及污染控制方面存在的问题和困难。（三）现场调研和在线讨论2023年6月至8月编制组赴青海，分别对青海省多家电解铝行业产生大修渣和炭渣的单位和利用处置单位开展了现场调研工作。调研过程中，与相关主管部门和企业开展交流。掌握了青海省大修渣和炭渣产生量和主要利用处置去向,充分了解大修渣和炭渣利用处置和污染控制管理中存在的疑惑、困难与问题。（四）编
14、制标准2023年6月至11月，结合资料收集与现场调研的结果，梳理大修渣和炭渣运输、贮存与综合利用过程的环境污染节点，明确需要重点关注的污染物，开展大修渣和炭渣不同利用处置场景下的风险评价工作。在此基础之上，确定了电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范的基本方案与思路，编制电解铝行业大修渣和炭渣利用污染控制技术规范及编制说明。在此期间，为了确保技术规范的实用性，编制小组多次组织清华大学环境学院内部研讨会和外部专家咨询会，邀请国内相关领域专家和相关企业代表对规范内容进行咨询讨论，多次修改完善标准内容。（五）征求意见和送审报批2023年X月X日青海省质量技术监督局发布了“关于征求电解铝行业大修渣
15、和炭渣利用污染控制技术规范（征求意见稿）推荐性地方标准意见的通知”，拟于2023年12月进行公开征求意见，并根据征求意见情况修改完善后于2024年2月X日在西宁召开专家技术审查会。四、制定标准的原则和依据，与现行法律、法规、标准的关系（一）制定原则和依据本技术规范编制过程中综合考虑了科学性、经济性和衔接一致原则。科学性原则。本技术规范在确定各项利用技术应用，以及大修渣和炭渣资源化利用的污染控制指标和控制限值时参考了国内电解铝行业重铝灰等危险废物处理污染控制标准与管理要求，以及国家/行业和其他省份地方标准，具有较强的科学性。经济性原则。本技术规范在编制的过程中，基于国内固体废物处置技术水平与工业
16、化实践，所推荐的固体废物利用技术已在国内危险废物利用处置单位获得广泛应用、技术成熟度高，且处理后各项指标可经济性的达到，具有较强的实用性。衔接一致原则。大修渣和炭渣资源化利用的污染控制涉及收集、贮存、运输、利用等多个危险废物管理过程，以及环境监测和环境管理等多个要素，利用处置产物中有害物质等多方面控制指标，涉及的相关标准、规范极多。本技术规范制定过程中，收集、贮存、运输、利用的全过程污染控制充分与国家危险废物相关管理标准衔接，污染排放指标与国家相关环境质量、污染排放等强制性标准衔接，具有较好的一致性。(二)标准与现行法律、法规标准的关系本标准制定程序符合中华人民共和国标准化法、地方标准管理办法
17、的规定和要求。本标准结构和格式等分别符合标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写(GB/T1.1-2009)和标准编写规则第5部分：规范标准(GB/T2000L5-2017)中的要求，做到结构严谨，文字简洁易懂，逻辑清晰，引用文件规范、准确。本标准中污染控制有关要求的制定严格落实2020年修订的中华人民共和国固体废物污染环境防治法有关固体废物污染防治应遵循的“减量化、资源化和无害化”原贝L以及其中关于危险废物的专门条款规定。五、大修渣和炭渣利用和管理现状（一）青海省大修渣和炭渣产生情况大修渣为电解铝生产过程电解槽阴极内衬维修、更换产生的废渣，主要包括阴极底块和废耐火材料等，通常5-8天对电解槽
18、进行1次大修，1台电解槽大修后约产生100吨大修渣，其中炭质固体废物（炭素材料）占比约50%,主要成分为阴极炭块、氟化盐、炭化铝以及铝合金；铝硅质固体废物（耐火保温材料）占比约40%,主要成分为氧化铝、氧化硅、氧化钙以及氟化盐等，价值较高的为氟化钠和冰晶石。炭渣的形成主要是由于受到炭素阳极的不均匀燃烧、选择性氧化、铝液和电解质的侵蚀、冲刷等原因的影响，是电解铝生产过程中炭素阳极由于表面剥落、开裂落入电解池，经捞取产生的渣，每生产一吨原铝约产出5-10千克炭渣，个别采用质量较差阳极炭块企业每吨原铝炭渣产生量更高，含有大量电解质，主要成分是以冰晶石为主的钠铝氟化物、氧化铝和炭等。因其成分复杂，不同
19、程度含重金属、氟化物及氟化物等有害组分，大修渣和炭渣被列为国家危险废物名录中321-023-48和321-025-48类废物。青海省大修渣和炭渣产生量大，根据全国固体废物申报系统平台数据，2022年青海省大修渣和炭渣申报产生量分别达7.8万吨和2.04万吨，在青海省所有危险废物中仅次于无机氟化物废物和有色金属冶炼废物。青海省大修渣和炭渣主要产生企业为中国铝电青海分公司、青海桥头铝电股份有限公司、青海物产集团有限公司、青海西部矿业百河铝业有限责任公司、青海鑫恒铝业有限公司、黄河水电青海鑫业分公司、青海西部水电有限公司、青海化隆县铝业有限责任公司等。（二）国内外大修渣和炭渣利用处置情况1 .国内外
20、大修渣利用处置情况在国外，对大修渣的研究开始较早，始于1946年，先后研究了很多方法，而且一些方法已进行了不同规模的工业应用。20世纪90年代，世界各国开始陆续研究开发电解铝工业危险废物的处理技术。美国环保署在1988年将电解铝废槽衬定为危险废物（登记号为K088）,1996年开始禁止废槽衬露天堆存或直接填埋，强制所有美国电解铝厂对废槽衬进行安全处置或无害化处理。以美铝、力拓等为代表的铝业公司，已开发出成熟的铝电解大修渣处置和综合利用技术,并实现产业化。从20世纪80年代初到90年代末，国外多家电解铝公司相继开发了各具特色的工业化处理工艺。通过对比分析这些公司开发的工艺技术不难发现，这期间开发
21、的工艺几乎均以火法为基础，其典型代表有美国雷诺金属公司的闭路循环工艺和美国铝业公司的奥斯麦特炉技术。美国雷诺公司则将大修渣与石灰石、抗凝剂混合后在回转窑内加热,将可溶性氟化物固化，氟化物分解，无害化处理后被应用于水泥、钢铁等行业。由于火法工艺具有单位时间处理量大、操作条件简单且便于控制、见效快等特点，满足了当时对电解铝工业危险废物处理的紧迫需求，因而成为了该段时间电解铝工业危险废物处理的主要技术。进入21世纪，随着人们对资源危机意识的提高，电解铝工业危险废物中大量炭和氟化物的循环利用技术越来越受到关注。火法工艺一般分为3步，即炭质材料的燃烧、氧化物的氧化分解和氟化物的转化，具有炭燃烧耗尽和氟化
22、物回收率低的特点，实质上仅是一种无害化处理方式，资源回收率较低，且易产生二次污染。湿法不仅能达到无害化的目的，还能够高效率回收炭和氟化物。因此，近些年来世界各国相关研究人员开始陆续将目光聚焦在以湿法为主的处理技术上。以Lisbona和Ntuk为代表的研究人员正在从理论层面和分子水平上通过模型建立等方法精细控制反应条件，从而进一步提高有价元素氟和铝的回收利用率。我国电解铝产业在20世纪80年代开始迅速发展，导致电解铝工业危险废物处理技术的研究相对起步较晚，但对电解铝工业危险废物处理技术越来越重视，中铝公司早在2002年开始对大修渣处置技术进行了系统研究，并实现了工业化。在2007年我国就将“电解
23、铝固体废弃物无害化处理与综合利用”技术开发作为重要的项目之一。2014年国家发布了水泥窑协同处置固体废物技术规范(GB30760-2014),可协同处置危险废物大修渣。2016年，大修渣被列入国家危险废物名录，废物代码321-023-48。目前，国内逐渐形成了以回转窑焙烧处理工艺、浮选处理工艺及酸、碱浸出处理工艺等多种处置方法，从很多高校及科研机构都对电解铝工业危废做了大量的研究，以及相关研究现状可以看出，湿法已经代替火法成为电解铝工业危险废物处理技术的研究重点和发展方向，而湿法技术的研究主要包括浮选技术和化学浸出技术。但总体来说，大修渣的利用处置尚不完善，资源回收无法得到高效利用的弊端。国内
24、相关研究人员对湿法工艺条件的控制基本停留在宏观层面，而有价元素的进一步高效回收还需要对处理工艺技术条件进行精细控制。如宁夏能源铝业和北京矿冶研究总院共同研发出一种大修渣浮选处理新工艺技术，年处理量可回收碳素约4000吨，减少外排氟化物约500吨、氟化物约0.4吨。中国铝业公司开发出的大修渣无害化处理技术，主要是将大修渣与含二氧化硅、氧化钙的矿物经破碎、细磨、混匀后在回转窑内进行焙烧处理，能使大修渣中可溶性氟化物和氧化物去除率达95%以上，同时将达标排放的固体渣用于水泥生产替代料或作为耐火材料及铺路建材等。Tinto公司采用低碱度石灰浸出工艺（LCL&L）处理大修渣，并在后续工业上完善将大修渣无
25、害化并生产惰性副产品（CBP、FBP、浓碱液），具体工艺过程是将大修渣细磨处理后，依次通过水浸和碱浸，将大修渣中可溶性氟化物和氧化物全部浸出，过滤得到碳质材料，滤液加入氧化剂除氟后蒸发结晶，得到氟化钠和碱液，迄今为止已处理700千吨大修渣。中国铝业郑州有色金属研究有限公司开发的废阴极和废耐火保温材料分类、分时段无害化处置工艺，形成铝电解大修渣无害化处置成套工艺技术，处置后的无害化渣中，可溶氟化物平均含量3.93mgL,可溶氧化物平均含量0.105mgL,PH值平均7.2,完全达到I类固废一级标准。北京矿冶研究总院开发的铝电解废旧阴极无害化技术研发及产业化应用技术，采用浮选-酸浸工艺分离回收炭质
26、材料、电解质及碳化硅粉，炭粉可返回阴极生产系统，电解质可直接返回电解槽使用。2 .国内外炭渣利用处置情况近年来，国内外许多研究者对铝电解工业产生的阳极炭渣进行了资源化利用研究，针对炭质材料和电解质的分离与回收，将其转化为炭质材料和电解质的产品，实现阳极炭渣的资源化利用或无害化处置，避免了环境污染又培育新兴产业。目前国内外处理阳极炭渣的技术主要有以下几种，分别为浮选法、炭渣焙烧法、真空冶炼法、碱熔法和流化床法,以及直接作为钢铁冶炼、耐火材料、水泥等的辅助材料。浮选法其原理是基于阳极炭渣中的炭和电解质表面性质的差异，通过将浮选药剂与阳极炭渣放在浮选机中搅拌,使其碰撞接触，并导入空气促使浮选机形成气
27、泡，使炭随泡沫上升至矿浆表面形成泡沫层，电解质则和水留在浮选槽中从底流排出，从而实现炭渣中炭粉与电解质的分离。过程主要包括破碎、磨矿、分级、浮选、脱水等工序，工艺流程长，废水难处理的缺点。炭渣焙烧法是分离电解质与炭的原理是阳极炭渣中的炭、氢等可燃物在一定温度下充分燃烧，未能燃烧的物质为电解质。焙烧法是工业应用常用的方法，所得电解质中碳含量较低，但硅含量会成倍增加，能耗高、炉子寿命短、电解质回收率低、工艺参数不可控，且焙烧烟气需要单独进行处理后方可排至环境中，存在环保等问题。真空冶炼法是利用氟化物与碱金属蒸气压的不同而使不同的氟化物与碱金属分离，炭因为很难挥发则留在炉底,从而实现阳极炭渣中各物质
28、的分离。优点是电解质纯度高,但是回收的冶炼渣中碳的纯度低，无法实现高值化利用。现阶段真空冶炼法还处在实验研究阶段，工业应用还需进一步研究，是一个具有前景的回收阳极炭渣的新方法。碱熔法是将阳极炭渣按一定比例加入碱，混合均匀后在高温下进行焙烧，焙烧产物再进行浸出获得高纯度炭粉。碱熔法相比于浸出法，可避免污染性气体的产生，保证含氟电解质充分与碱反应生成可溶性氟化盐，不存在废气与废水的排放问题。该方法目前处于试验研究阶段。流化床法属于炭渣焙烧法，是固态颗粒利用气体使其处于悬浮状态，从而使其燃烧更充分；流化床燃烧相对于传统焙烧方式具有效率高、燃烧强度高等特点，可以使炭渣中可燃物燃烧更充分、炭渣中的电解质
29、回收效率更高。该法回收温度相比于其它火法工业更低，生产能耗较小，工艺流程简单。国内除少部分电解铝企业尝试进行炭渣的资源回收利用外，多数电解铝企业尚处于观望与技术选择阶段，生产的炭渣除少量外委具有危险废物处理资质的公司进行填埋处理外，大部分以厂内堆存为主，不仅占用大量的厂房和土地,还存在二次污染等环境问题。国内电解铝企业采用的技术方法以浮选法为主，浮选法浮选药剂的选择多样性，为其创造了巨大的研究空间；浮选法全过程基本在水相中进行，没有高温含氟烟气排放，是目前最理想、研究潜力最大的资源回收处理方式。部分企业计划采用焙烧法处理炭渣，真空冶炼法和碱熔法等因自身技术缺陷，目前还处于实验研究阶段,还需解决
30、许多工程应用中的实际问题。如河南省登封铝业有限公司通过筛选、粉碎、浮选、磁选、烘干等物理手段，从炭渣中回收电解质粉与炭粉，其中电解质根据质量好坏进行包装销售或调质后使用，炭粉用于阳极保护环等炭素制品的制备。山西兆丰铝电有限责任公司采用浮选脱碳、漂白保氟、强磁除铁联合工艺从炭渣中回收再生冰晶石，附属品炭泥用于制备保护环以减少电解质对阳极钢爪的冲蚀。云南云铝涌鑫铝业有限公司利用节电保温炉进行熔炼阳极炭渣，在800-1500。C的条件下使炭渣中的炭完全燃烧，电解质熔体直接进入电解槽使用，或冷却后经磨细处理用于电解槽的焙烧启动，作为铝电解生产原料循环使用。熔炼过程中产生的烟气通过电解系统烟气净化系统，
31、用三氧化二铝吸收挥发的氟化物并返回电解槽使用。中国铝业郑州研究院炭渣资源化综合利用技术处理的电解质和炭粉产品。主要采用无传动浮选技术，自动化程度高，劳动用工少；整个工艺流程采用了完整的闭路循环工艺，并实现零排放。目前，该技术成熟，已在国内多家电解铝企业建设炭渣资源化综合利用生产线项目。（三）大修渣和炭渣利用处置相关工艺案例简介1 .大修渣火法利用处置工艺大修渣火法利用处置工艺主要设备为回转窑焙烧，具体工艺和产污环节如下图所示。大修渣和石灰石分别进入破碎机破碎后进行配比，然后经过球磨后进入回转窑内进行焙烧,确保物料的烧成，完成熟料的焙烧。通过对大修渣火法利用处置工艺的分析，主要污染物为破碎、球磨
32、、焙烧等过程产生的粉尘颗粒物和焙烧烟气，由于大修渣中含有氟化物、化物和氮化铝等，因此大气污染物排放要考虑到氟化物、氮氧化物、氨和颗粒物等排放浓度，而对应产物要满足危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)等标准文件中的氟化物、氧化物、铜、铅、不申等危害成份的指标限制的要求。废阴极碳块、废耐火材料石灰石图1大修渣火法处理生产工艺流程图及产污环节2 .大修渣湿法利用处置工艺大修渣湿法利用处置前要先经过预处理、破碎和人工分拣，将大修渣分为废耐火材料和废阴极炭块，然后分别进行湿法利用处置，其中再破碎、分拣和清理过程中会产生粉尘颗粒物等。废阴极炭块的湿法利用处置工艺主要是通过酸浸和加入除
33、氟剂的作用，使废阴极炭块在酸性条件下分解废阴极炭块中的含氟物质和去除氟化物，然后通入压滤机压滤，滤液流入结晶罐进行结晶，滤渣再次进行酸浸、压滤，滤液流入结晶罐进行结晶，滤渣即为副产品，具体工艺流程见下图所示。通过对工艺过的分析，主要污染物为酸浸、抽滤、压滤、烘干等过程产生的粉尘颗粒物、氯化氢、氟化物等气体污染物。由于大修渣中含有氟化物、氟化物和氮化铝等，因此对应产物要满足危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)等标准文件中的氟化物、氟化物、铜、铅、石申等危害成份的指标限制的要求。废耐火材料的湿法利用处置工艺主要是通过酸浸在酸性条件下分解废耐火材料中的含氟物质，然后通入压滤机压
34、滤，滤液流入结晶罐进行结晶，滤渣滤渣再次进行酸浸、压滤，滤液流入结晶罐进行结晶，滤渣即为副产品，具体工艺流程见下图所示。通过对工艺过的分析，主要污染物为酸浸、抽滤、压滤、烘干等过程产生的粉尘颗粒物、氯化氢、氟化物等气体污染物。由于大修渣中含有氟化物、氟化物和氮化铝等，因此对应产物要满足危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)等标准文件中的氟化物、氟化物、铜、铅、种等危害成份的指标限制的要求。图3废耐火材料利用处置工艺流程及产污环节3 .炭渣湿法利用处置工艺炭渣湿法利用处置工艺主要是通过浮选剂利用物质亲水性和疏水性的差异(可浮性)使炭渣分上下层，将碳粉和冰晶石进行分离。其中密度
35、较大的电解质通过沉淀等工序制作冰晶石，而密度较轻的炭粉经过浮选浮于水面，从而对碳粉和冰晶石进行分离。将分离后的碳粉和冰晶石分别在压滤机内进行压滤脱水后进行烘干，分别进行包装，得到对应的副产品，该工艺主要产生的污染物为颗粒物、废气VOCS和压滤过程中产生的废水等，由于炭渣中含有氟化物和氟化物等，因此对应产物要满足危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)等标准文件中的氟化物、氟化物、铜、铅、碑等危害成份的指标限制的要求。电解质炭渣发遭预处理- 化炭渣综合利用图4炭渣湿法利用处置工艺流程及产污环节4 .炭渣火法利用处置工艺炭渣火法利用处置工艺主要是通过熔炼炉将炭渣融化成电解质，炭渣
36、原料经喂料斗底部的振动给料机给高倾角皮带输送机均匀给料，由皮带输送机将炭渣输送至炭渣缓存仓;通过自动喂料设备将炭渣自动定量的加入回转炉内；然后回转炉炉门关闭、炉体旋转、燃烧系统点火加热，燃烧系统将炉膛炉温升至1250-1300。C左右，经过一段时间后电解质融化形成液态电解质。炭在熔炼炉中大部分参与燃烧反应，剩余部分炭浮渣捞出后委托有资质的单位处置。熔化好的液态电解质，经排放口将电解质自熔炼炉中流出进入模具内，进入模具内的电解质经自然冷却、脱模后返回电解生产使用。图5炭渣火法利用处置工艺流程（四）大修渣和炭渣利用污染控制相关标准和规范目前，我国没有大修渣和炭渣利用污染控制的国家标准,但是铝工业污
37、染物排放标准和再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准等相关国家标准中规定了氟化物和氧化物等水污染物特征指标的排放浓度控制限制。另外，部分电解铝行业大省制定了相应的地方和行业标准。河南省出台的地方标准铝工业污染物排放标准规定了大气污染物中氮和氟化物的排放限值；冶金行业标准关于生产炼钢用预熔型铝酸钙中氟含量要求低于4%,石墨化增碳剂中氮含量要求低于0.03%；有色金属行业标准关于废耐火材料的资源化利用规范氟化物、氟化物和重金属等相关指标，炭渣资源化利用规范了再生电解质中氟含量等相关指标；材料技术等相关团体标准关于铝灰利用制备建材和矿物掺合料技术规范了氟化物和重金属含量限制。国家相关标准中的控制要求见
38、表2,相关省份和行业污染控制要求见表3o表2国家相关标准中指标控制限值编号标准名称氟化物限值氟化物限制1危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别(GB5085.3-2007)100mgL5mgL2铝工业污染物排放标准(GB25465-2010)5mgL0.5mgL3再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准(GB31574-2015)3mgm3/4水泥工业大气污染物排放标准(GB4915-2013)3mgm3/表3地方和行业相关标准中指标控制限值编号标准名称氟化物限值氨限值1铝工业污染物排放标准(DB1952-2020)2mgm38mgm32炼钢用预熔型铝酸钙(YB/T426502011)4%/3铝灰用于制备水
39、泥混凝土砌块技术规范(T/CSTM00612-2021)20mgL20mgm34用于矿物掺合料的铝灰技术规范(T/CSTM00724-2022)20mgL20mgm35铝灰渣资源化利用水泥生产铝质校正剂(T/GDES-2021)6%/6铝电解阳极炭渣资源化利用规范（YS1400-2020）50%/7铝电解废耐火材料资源化利用规范（YS/T1420-2021）100mgL/8铝电解废阴极高温法资源化利用技术标准（T/CIECCPA034-2023）3%/六、主要条款的说明（重要项）（一）适用范围本标准规定了大修渣和炭渣利用污染控制的总体要求,贮存、运输、利用后的产物，以及环境监测和环境管理要求。
40、本标准适用于电解铝行业大修渣和炭渣在贮存、运输、利用过程的污染控制，可作为利用产物有关项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收、排污许可管理、清洁生产审核等的技术依据。（二）规范性引用文件本部分共列举了本标准应用的全部29个规范性文件和标准，其中17个国家标准和12个行业标准文件。上述主要为标准中引用的管理要求，污染物控制指标、标准限值、规定和监测方法等。（三）术语和定义本部分明确了8个术语和定义。包括3个关于废物类型（大修渣、炭渣及炭粉）的术语、2个关于产品的术语（再生电解质原料和混凝土用再生骨料）、2个关于工艺的术语（火法工艺和湿法工艺）以及1个污染物排放的术语。（四）总体要
41、求总体要求方面，主要提出了大修渣和炭渣在资源化利用过程中，收集、转移、运输、贮存等应按照危险废物管理，大修渣资源化利用后的碳酸锂、氟硅酸钠、增碳剂、硅微粉等产品和炭渣资源化利用后的炭粉和冰晶石等产品按照商品流通管理要求。大修渣和炭渣利用企业应取得相关部门颁发的危废生产经营许可证，并按照许可证经营范围开展相关经营活动。大修渣和炭渣应分开收集、贮存、运输、利用，应根据大修渣和炭渣的利用方式确定污染控制要求，以及根据来源、成份和污染特征选择适当的处理利用技术，优先采用绿色低碳技术回收利用，减少大修渣和炭渣的产生。大修渣和炭渣预处理产生的废气由集气罩或管道收集处理，资源化利用过程中产生的大气污染物的排
42、放应满足企业环评要求。（五）收集、贮存、运输污染控制要求明确了大修渣和炭渣收集、贮存和运输的污染控制要求。重点明确了分类收集、贮存和运输，贮存和运输应执行的国家相关规定。其中：针对大修渣和炭渣贮存要求、场所选址和设计应满足GB18597的规定要求。大修渣和炭渣应分类收集、预处理、贮存和运输，不应掺入其它固体废物。针对大修渣和炭渣应急贮存时，应妥善包装，选择水泥硬化地面场所，并具备防风、防雨、防潮、防渗（漏）等要求，不得露天堆放，防止对环境造成二次污染。针对大修渣和炭渣的收集、贮存、运输要求应满足HJ2025的要求。针对大修渣和炭渣应分区分类贮存和规范包装，不同贮存区域之间设置挡墙间隔，不应散装
43、或直接堆放。大修渣和炭渣利用后的产品收集、贮存、运输其他要求,应根据其管理属性分别符合相关标准的要求。（六）综合利用污染控制技术要求该部分规定了大修渣和炭渣典型利用方式中湿法和火法处置工艺的污染控制要求。通过对青海省的市场调研，确定了大修渣经过物理分离后，通过高温焙烧法和酸浸工艺进行利用的方式为主，炭渣通过高温焙烧法和浮选法提取冰晶石进行利用的方式为主。针对以上大修渣和炭渣利用方式，分别采用湿法和火法规定2个工艺提出了针对性的污染控制要求，标准条款具体内容和依据说明如下。1 .大修渣湿法利用污染控制技术要求（1）关于湿法资源化利用过程大气污染控制技术要求。由于电解铝槽维修时产生的大修渣可能含有
44、铝灰，铝灰中氮化铝遇水易反应生成氨，因此要控制工作场所中粉尘和氨的浓度，要满足GBZZl规定的要求，同时工作人员应佩戴专业防护口罩，执行GB2626-2019的规定要求。而在预处理和资源化利用过程大气污染物排放限制应满足企业的环境影响评价报告中对应标准要求。（2）关于利用产品污染控制技术要求。大修渣经过预处理分拣后的钢棒表面会有大修渣等颗粒物，应进行清洗,清洗时间不少于30s,清洗次数不少于2次，清洗后的水质排放应符合GB25465-2010要求，钢棒产品质量标准应符合GB/T4223-2017的技术要求。湿法工艺经破氟、固氟、沉锂、重结晶利用等酸浸处理后产生的增碳剂产品质量标准应符合YB/T
45、192-2015的技术要求、氟硅酸钠产品质量标准应符合GB/T23936-2018的技术要求、硅微粉产品质量标准应符合GB/T21236-2007的技术要求、高铝料产品质量标准应符合GB/T24483-2009的技术要求和结晶盐产品质量标准应符合GB/T5462-2015的技术要求，而增碳剂、氟硅酸钠、硅微粉、碳酸锂等产品中污染物的浓度限值应满足表4要求，表4大修渣湿法资源化利用产品污染物控制标准序号污染物单位浓度限值碳酸锂增碳剂氟硅酸钠硅微粉高铝料结晶盐1PH/69696981269692氟化物mg/L1010/1010103氟化物WCN-计）mg/L0.50.50.50.50.50.54铅
46、mg/L0.010.010.50.010.010.55总倍mg/L0.150.150.150.150.150.156锌mg/L5111517铜mg/L0.10.1110.118镉mg/L0.10.10.10.10.10.19银mg/L0.110.10.10.20.110神mg/L0.10.10.10.50.10.111汞gL0.50.50.50.50.50.512六价铝mg/L0.10.10.10.50.10.113银（以总领计）mg/L11115114硒（以总硒计）mg/L0.010.010.010.010.010.0115铝mg/L55353516氮化物含量（以N元素计）%0.30.30.30.30.30.317氯化物amg/L250250250250/18硫酸盐bmg/L250250250250/注：a表示湿法用盐酸作为酸浸时检测的指标；b表示湿法用硫酸作为酸浸时检
