一、项目背景 铝作为重要的工业原材料，广泛应用于交通、国防、电力、机械、建筑、轻工、航天等多个行业，随着科技的不断发展，铝的应用将更加广泛。在铝制品熔铸过程中，铝液中的杂质浮在铝液表面，通过扒渣作业将浮渣去除，被去除的浮渣就是通常所说的铝灰。铝灰中存着大量的有毒元素，传统处置方式基本是填埋或露天堆放，不仅占用了大量土地，而且其中所含的可溶性氟化物及氰化物会通过风吹、日晒、雨淋的作用转移或挥发进入大气，或随雨水混入江河，污染地下水，对动植物生长及人体产生很大损害，破坏生态环境，影响农业生态平衡。
一、项目背景
铝作为重要的工业原材料，广泛应用于交通、国防、电力、机械、建筑、轻工、航天等多个行业，随着科技的不断发展，铝的应用将更加广泛。在铝制品熔铸过程中，铝液中的杂质浮在铝液表面，通过扒渣作业将浮渣去除，被去除的浮渣就是通常所说的铝灰。铝灰中存着大量的有毒元素，传统处置方式基本是填埋或露天堆放，不仅占用了大量土地，而且其中所含的可溶性氟化物及氰化物会通过风吹、日晒、雨淋的作用转移或挥发进入大气，或随雨水混入江河，污染地下水，对动植物生长及人体产生很大损害，破坏生态环境，影响农业生态平衡。 （请增加当地铝业介绍）
表1国家危险废物名录（2021版）
1 |
电解铝铝液转移、净化、除杂、合金化、铸造过程熔体表面产生的铝灰渣，以及回收铝过程产生的盐渣和二次铝灰。 |
321-024-48 |
T |
2 |
再生铝和铝材加工过程中，废铝及铝锭重熔、精炼、合金化、铸造熔体表面产生的铝灰渣，及其回收铝过程中产生的盐渣和二次铝灰。 |
321-026-48 |
R |
3 |
铝灰热回收铝过程烟气处理集（除）尘装置收集的粉尘，铝冶炼和再生过程烟气（包括：再生铝熔炼烟气、铝液熔体净化、除杂、合金化、铸造烟气）处理集（除）尘装置收集的粉尘。 |
321-034-48 |
T，R |
本项目拟建设一条铝灰无害化生产线，处理二次铝灰 3万吨/年，使处理后的铝灰满足炼钢辅料系列产品的使用标准。
二、项目概况
本项目主要设计处理二次铝灰原料量为3万吨/年，本项目铝灰原料除含有金属铝外，还有较高的Mg、Si、Fe、Mn、可溶性氟化物等杂质，并且含有氮化铝，氮化铝受潮产生刺鼻的胺气，未经处理长期堆放，既占用仓储空间，又造成资源闲置。在“碳达峰”、碳中和”的发展大势下，2020年新版《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》、《危险废物焚烧污染控制标准》等相关政策标准的修订颁布：无废城市”试点建设次递推进，推动着我国危险废物处置工程及行业的规范化发展，实现危险废物减量化、资源化和无害化利用是发展趋势。铝灰作为工业危废之一，目前国内的铝灰量大约为500-1000万吨，随着季明环保的技术在全国推广实施，可使铝灰转化为炼钢辅料系列产品，处理过程中无烟尘、无污水排放，彻底实现了铝灰无害化与深度资源化，产生巨大经济、社会、环境效益。
本项目工艺是将铝灰经科学配料后转化为炼钢辅料，胺气生产胺水溶液，作为园林绿化使用，对铝灰实现了无害化处理，为XX铝业环保达标保驾护航，并做到了资源再生利用。
本项目生产的炼钢辅料主要产品——高效脱磷化渣剂，富含AL?O?、CaO、Na2O等成分，能快速形成熔点低、流动性良好的CaO-FeO-SiO2-Al2O-Na2O基初渣，为前期深脱磷创造有利的动力学条件，并能在低（FeO）条件下有效降低熔渣熔点，改善钢水的流动性，对提高钢水的纯净度具有重要意义，降低了冶炼成本，不仅可以化渣，还可以脱磷，同时增铁，提高钢产量，具有较高的经济效益。
基于当前用户使用数据，以高铁脱磷化渣剂每炉次加入2.4t到转炉炼钢计算:
（1）、可带入铁资源:0.933t/120t钢水，以粗钢4000元/吨计，可降低炼钢成本31.1元/t。
（2）、石灰消耗方面:按300kg/120t钢水计算，石灰成本可降低:1.4元/t;3、使用高铁脱磷化渣剂后可完全替代铁矾土的消耗，节省铁矾土300-500kg/120t钢水，炼钢成本可降低0.83元/t;因此，随着高铁脱磷化渣剂的使用，每吨约可降低炼钢成本33.33元/t钢。依据现场转炉热量富余情况可提高加入量，达到增铁效果，最高可达到吨钢50-60kg，增铁效益按产量计算最高可以达到50元左右。
本项目的主要产品为：（1）、脱磷化渣剂；（2）、钢包顶渣改质剂；（3）、脱氧精炼剂；（4）、无氟化渣剂；（5）、调渣剂；（6）、溅渣护炉改性剂；（7）、精炼剂（根据钢厂需要，配方不同，产品不同）。
三、设计依据及设计原则
设计依据
1、《中华人民共和国环境保护法》；
2、《中华人民共和国环境影响评价法》；
3、《中华人民共和国大气污染防治法》；
4、《建设项目环境保护管理条例》(2017 年 10 月 1 日)
5、《建设项目环境影响评价分类管理名录》(2017 年 9 月 1 日)
6、《环境工程设计手册·废气污染控制卷》
7、《三废处理工程技术手册·废气卷》
8、《建筑设计防火规范》GB 50016—2014 (2018 年版)
9、《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB132322-2016)
10、《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）
11、《挥发性有机物无组织排放控制标准》 (GB27822-2019)
设计原则
1、依据国家的有关环保法律、法规及产业政策要求对工业污染进行治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。
2、积极稳妥地采用高新技术、高品质设备，结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的处理技术和污染治理工艺技术，力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易，从而达到治理污染、保护环境的目的。妥善解决项目建设及运行过程中产生的污染物，避免二次污染。
4、严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布的规范、法规和标准。
四、项目设计指标
1、主要产品炼钢辅料化渣剂符合各钢厂、钢种标准要求
2、废气处理符合以下标准:
污染物排放标准 |
|||
标准名称 |
类（级） 别 |
污染因子 |
标准限值 |
《制药工业大气污染物排放标准》 (GB37823-2019) |
表 1 标准 |
颗粒物 |
≤30 mg/m3 |
TVOC |
≤150mg/m3 |
||
氯化氢 |
≤30mg/m3 |
||
氨 |
≤30mg/m3 |
||
硫化氢（污水处理站废气） |
≤5mg/m3 |
||
表 4企业边界大气污染物浓度限值 |
氯化氢 |
0.2mg/m3 |
|
《挥发性有机物无组织排放控制标准》（GB37822-2019） |
表 A.1 |
VOCS |
监控点处 1h 平均浓度值10 mg/m3 |
监控点处任意一次浓度值30 mg/m3 |
|||
《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993） |
表 1 厂界标准值二级标准 |
H2S |
0.06 mg/m3 |
NH3 |
1.5 mg/m3 |
||
臭气浓度（无量纲） |
20 |
五、项目规划
本项目每日运行16h，年运行300日，设计二次铝灰无害化生产线1条，年处理金属铝含量约3-5%的二次铝灰30000t/a，年生产炼钢辅料系列产品30000t/a，副产品胺水3000 t/a。
投资金额：1400万元，其中设备费500万元，厂房、道路、围墙、绿化、配电站、等附属设施400万，流动资金500万元。
投资方：XX市XX有限公司
技术方：上海季明环保工程有限公司
建设周期：2022年9月至2022年12月
厂房面积：面积20亩，含原料和成品仓库等公辅设施
装机总功率：250KVA
用水量（可用中水或自来水）：30000吨/年。
劳动定员：25人，其中生产人员20人，管理人员5人。
表2 项目原辅材料用量一览表
原、辅料名称 |
年用量 |
备注 |
二次铝灰原料 |
30000吨 |
|
配料 |
3000吨 |
六、建设条件
4.1给排水
本项目水源取自XX铝业厂区，日供水能力100立方米。
4.2供电
电源来自XX铝业变电所，总容量250KVA，变配电间进线电压等级为10KV，低压系统采用分段单母线接线。
七、建设内容及项目组成
本项目主体工程为一座无害化车间，总建筑面积约需6000m2，其中生产车间约2000m2、铝灰库约2000m2、成品库约2000m2，环保工程主要包括废气治理系统等。主体工程项目内容及项目组成见表3。
表3 主体工程项目组成一览表
序号 |
项目组成 |
生产任务及内容 |
备注 |
一 |
主体工程 |
||
1 |
生产车间 |
二次铝灰的无害化处理、炼钢辅料系列产品生产 |
新建 |
2 |
其它设施 |
原辅料、成品库房、其它附属设施 |
新建 |
二 |
环保工程 |
||
1 |
废气治理 |
二次铝灰脱氨废气配套一台风量20000m3/h的湿法除尘机，经过除尘处理后的胺气先进入冷凝系统；尾气中的胺气吸收系统制作成胺水溶液，尾气经18m高，内径0.8m的排气筒排放。 |
新建 |
2 |
固体废物 |
主要固体废弃物为废吨包袋，依托铝灰处理车间设面积约200m2的一般工业固体废物储存间。 |
依托 |
表4 项目主要设备一览表
设备名称 |
型 号 |
数量（台/套） |
多仓原料料仓 |
容积30m? |
1 |
无尘上料系统 |
8T/h |
1 |
微波脱氨、配料系统 |
8T/h |
1 |
化渣剂生产系统 |
8T/h |
1 |
胺气、除尘、吸收系统 |
20000m?/h |
1 |
PLC自控系统 |
1 |
八、项目生产工艺
通过多批次铝灰性质的分析，估算二次铝灰成分，见表5。
表5二次铝灰成分估算表
成分 含量% |
Al粉 |
AlN |
Al2O3 |
SiO2 |
Fe2O3 |
MgO |
MnO |
CaO |
TiO2 |
氟化物 |
水溶性盐 |
其他 |
铝灰原料 |
3.75 |
18 |
47.17 |
3.45 |
1.73 |
0.42 |
3.3 |
1.19 |
0.74 |
8.16 |
4 |
3.84 |
1、 产品方案
（1）炼钢辅料化渣剂系列产品：30000t/a，经销商暂定800元/吨，出厂价暂定为1000元/吨，市场价为1500——2000元/吨。
（2）胺水：3000 t/a，产品定价为550元/吨
表6 再生产品质量指标
产品名称 |
标准名称 |
质量指标 |
炼钢辅料系列产品 |
《危险废物鉴别技术规范》（HJ/T 298－2007） |
PH值＜9，氟离子＜100mg/L重金属离子低于检出下限 |
各钢厂、钢种使用标准 |
氧化铝含量≥45%，含水率＜3%，氮化铝含量＜0.2% |
|
胺水 |
《胺水》（ GB/T 535-1995） |
浓度30%，N含量≥21% |
2、工艺方案
铝灰无害化工艺：二次铝灰经过无尘上料—微波脱氨—配料—混料—压球—炼钢辅料化渣剂系列产品；各节点胺气管道收集—氨吸收—胺水。
原料输送
铝灰经吨包袋直接转运至原料料仓。配料等原料直接运至料仓附近相应堆场。
微波脱氨、配料、混料工段
将料仓内的二次铝灰经微波脱氨后、各种配料通过电子配料秤进入混料机。进料产生的粉尘、微波脱氨后产生的氨气和混料过程产生的烟尘、通过管道经引风机进入胺气吸收塔进行处理。
炼钢辅料工段
混料后加入我司专用配方压球，即可生产出炼钢辅料系列产品（不同配方，不同产品）。
气体净化工段
铝灰上料、微波脱氨产生的氨气、配料混合、压球、输送等工序产生的粉尘、胺气，收集风罩及管道把废气集中收集.利用风机把胺气和酸性及气粉尘送进一级吸收塔，再次进入二级吸收塔，经风机进三级水洗吸收塔，胺水装桶入库，气体达标排放。
九、项目投资
表7 项目投资概算表
序号 |
名称 |
投资（万元） |
备注 |
1 |
设备购置费 |
500 |
含安装费、调试费、培训费等 |
4 |
其他费用 |
900 |
厂房等附属设施、流动资金等 |
1400 |
表8 直接运行成本估算
序号 |
名称 |
单价(元/吨) |
用量（吨） |
价格（万元） |
备注 |
1 |
配料 |
1300 |
3000 |
390 |
|
1.1 |
二次铝灰 |
0 |
30000 |
0 |
|
2 |
动力能耗 |
979.8 |
|||
2.1 |
电（MWH） |
13.4 |
720000 |
964．8 |
开几率0.6 |
2.3 |
自来水 |
5 |
30000 |
15 |
|
3 |
人工费 |
100000/年 |
25 |
250 |
|
4 |
折旧费 |
20 |
10年折旧 |
||
5 |
修理费 |
60 |
20元/吨，含耗材 |
||
6 |
管理费 |
60 |
20元/吨 |
||
7 |
销售费用 |
90 |
30元/吨 |
||
8 |
合计 |
1849.8 |
免税政策未计 |
表9 项目年产品产量及销售收入估算表
序号 |
产 品 名 称 |
单价(元/t) |
销售量(t) |
销售额(万元) |
1 |
化渣剂系列产品 |
800（经销商价） |
30000 |
2400 |
3 |
胺水 |
550 |
3000 |
165 |
6 |
铝灰处理费 |
1000 |
30000 |
3000 |
7 |
合计 |
5565免税政策未计 |
表10 项目效益分析表
工程或费用名称 |
价值（万元） |
备注 |
总投资 |
1400 |
含流动资金 |
运行成本 |
1849.8 |
|
产品收益 |
2565 |
|
环保效益 |
3000 |
危废处置费1000元/吨 |
总利润 |
3715.2 |
|
回收期 |
0.377年约4.5个月 |
不含建设期，含流动资金 |
8、结论
项目总投资1400万元，为XX铝业的铝固废环保处置和资源利用新建项目，所用铝灰原料为XX铝业本厂生产过程中产生的铝灰，根据对项目初步分析，并综合考虑项目规模、投资、生产成本、再生产品销售等方面因素，本项目采用铝灰综合利用方案，工艺流程短，技术成熟，投资省。经过无害化和综合利用处理后再生产品为炼钢辅料系列产品（钢厂必用辅料）、胺水（大宗农用原料）。从经济角度考虑，产品具有较高的附加值，实现对危险废物铝灰的无害化处理，整体工艺无废水、固废的排放，含氨的废气经过净化可达到相关国家标准。从项目技术风险考虑，同类项目已经在多家单位完成工业化生产运营，项目风险小。
