粉煤灰是燃煤電廠以及煤矸石、煤泥綜合利用電廠排出的主要固體廢物。近年來,研究者通過對(duì)位于我國中西部地區(qū)的部分電廠飛灰進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)飛灰中氧化鋁含量高達(dá)50%以上,是一種新類型的粉煤灰——高鋁粉煤灰。高鋁粉煤灰比普通的粉煤灰中Al2O3含量近高一倍,接近于傳統(tǒng)鋁土礦(一般在55%~65%)的含量,是一種十分重要的非傳統(tǒng)鋁資源。
鋁土礦,也稱為鋁礬土,是工業(yè)上可獲得的以三水鋁石、軟水鋁或硬水鋁為主要礦物成分的礦石的總稱。世界鋁土礦產(chǎn)量的92%用于生產(chǎn)冶金級(jí)氧化鋁,其余8%用于其他行業(yè),稱為非冶金氧化鋁或多品種氧化鋁。鋁是繼鋼之后的重要金屬材料。每生產(chǎn)1t金屬鋁需要約2t冶金級(jí)氧化鋁原料。據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計(jì),2019年中國進(jìn)口鋁土礦10066.39萬噸,而2018年中國進(jìn)口鋁土礦8256.97萬噸,同比增長21.91%,年進(jìn)口量首次突破1億噸。從國家來看,幾內(nèi)亞、澳大利亞和印度尼西亞仍然保持著三方對(duì)抗,位列中國進(jìn)口鋁土礦的前三名,占進(jìn)口總額的94%以上。
根據(jù)中國鋁土礦資源短缺的現(xiàn)狀,利用高鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁,不僅可以緩解鋁資源短缺的問題,而且還可以減輕粉煤灰對(duì)大氣、水體的污染,減少對(duì)土地資源的占用。當(dāng)前,粉煤灰主要用于建筑(生產(chǎn)水泥、砌磚、制微晶玻璃)、農(nóng)業(yè)(改良土壤、生產(chǎn)肥料)、環(huán)境保護(hù)(廢水處理、煙氣脫硫)。除上述粉煤灰利用的傳統(tǒng)領(lǐng)域外,我國在“十一五”期間還大力引導(dǎo)企業(yè)對(duì)高鋁型粉煤灰進(jìn)行綜合利用。針對(duì)高鋁粉煤灰的特性,提高其資源化利用,研究人員開始注重從高鋁粉煤灰中提取鋁硅及鍺、鎳、釩等微量元素,以實(shí)現(xiàn)高鋁粉煤灰的資源綜合利用。