中国报告大厅网讯,在全球倡导绿色可持续发展的大背景下,铝电解行业作为重要的工业领域,其发展趋势备受关注。铝电解槽作为金属铝生产的核心设备,近年来随着我国铝工业的持续扩张,相关问题逐渐凸显。其中,铝电解槽用干式防渗料在使用后的处理问题,不仅关系到企业成本,更与资源利用和环境保护紧密相连。了解铝电解槽干式防渗料的回收再利用现状,对把握 2025 年铝电解槽行业的发展趋势意义重大。
《2025-2030年全球及中国铝电解槽行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,目前,冰晶石氧化铝熔盐电解法是金属铝的主要生产方法,铝电解槽在这一生产过程中起着关键作用。电解槽内衬由多种材料构成,早期阴极炭块下部常用耐火砖和氧化铝,不过在电解槽运行时,这些材料易受电解质和钠蒸汽侵蚀,影响电解槽性能,甚至导致漏炉。为解决这一问题,铝电解槽用干式防渗料应运而生,自 1995 年在我国投入使用后,显著提升了电解槽的使用寿命。
干式防渗料是一种不定型耐火材料,由多种耐火材料颗粒按特定配方混合而成,具备防渗、耐火和保温的多重功能。其防渗原理与自身成分中SiO2和Al2O3的比值密切相关。低SiO2/Al2O3时,与电解质反应主要生成霞石;高SiO2/Al2O3(SiO2>72%)时,主要产物则为钠长石。在实际应用中,防渗料铺设于保温层上方,能与渗漏的电解质、钠蒸汽反应形成阻挡层,阻止电解质进一步渗透,同时还能吸收阴极炭块膨胀产生的部分应力,保障电解槽的槽底保温和热平衡稳定 。
我国铝工业发展迅猛,自 2000 年起原铝产量便稳居世界第一。2024 年,我国原铝产量达到 4400.5 万 t,同比增长 4.6%,约占世界原铝总产量的 60.12%。随着产能总量控制和产能置换政策的实施,200kA 级及以下槽型的电解槽逐步被淘汰,而 2011 年投产的 500kA 系列大型槽运行多年后,大修槽台数显著增加,这使得大量废旧防渗料的产生成为亟待解决的问题。
按照规定,铝电解大修渣(包含废旧防渗料)属于危险固废,企业需交由有资质的第三方处理,每吨处置费和环保税合计约 4000 元。这种处理方式不仅让企业承担了高昂的成本,还造成了资源的浪费。此外,2022 年初我国出台相关方案,要求到 2025 年力争大宗工业固废综合利用率达到 57% ,因此,铝电解槽用防渗料的回收再利用迫在眉睫。
(一)再生用于铝电解槽筑炉
当电解槽使用的防渗料防渗性能良好时,停槽后阴极下方废旧防渗料仅有一薄层发生反应,其下方的防渗料性能基本无变化。不少研究探索了将废旧防渗料再生用于铝电解槽筑炉的可行性。有人将从破损槽回收的废旧防渗料与新鲜防渗料混合用于电解槽筑炉试验,结果显示试验槽与全部使用新鲜防渗料的对比槽在阴极内衬热平衡、生产技术指标上并无明显差异。还有人把废旧防渗料破碎成不同粒度,掺配复合添加剂后与新鲜防渗料进行试验,实现了废旧防渗料用量占全槽防渗料用量 20% 以上的回收再利用 。也有人提出将废旧防渗料与其他原料联合制备再生防渗料的方法,再生防渗料不仅可用于铝电解槽筑炉,还能用于其他高温炉体。
(二)高温热处理回收有价值成分
铝电解槽废旧防渗料含有丰富的铝、硅、氟和钠等有价值元素,可通过高温热处理进行回收。电热碳还原法是其中一种回收方法,不过在反应过程中会产生较多碳化物炉渣,影响金属的回收率和纯度。真空热还原法能有效分离废旧防渗料中的耐火材料、钠和氟化物,有价值元素回收率较高,但该方法对设备要求高,生产成本高且存在安全风险。还有通过真空蒸馏回收废耐火材料中电解质和金属钠的方法,剩余的氧化铝和二氧化硅还可作为生产新防渗料的原料。目前,这些高温热处理回收方法大多还处于实验室研究阶段 。
(三)用作水泥添加剂
电解槽刨槽时,防渗料常与耐火材料、保温材料一起作为废耐火材料处理。铝电解槽行业现状分析指出,这些废耐火材料以硅酸盐为主,可作为水泥生产添加剂,其中的氟化物能提高烧结反应速率,降低窑炉运行温度。将铝电解槽大修产生的废槽衬分类、破碎后,与水泥生产原料按一定比例配比,生产出的水泥熟料各项指标均符合国家标准 。
展望 2025 年,铝电解槽行业在干式防渗料回收再利用方面有望取得更大进展。在再生用于铝电解槽筑炉方面,随着技术的不断成熟和规范,企业将更加注重对废旧防渗料的分拣和性能检测,确保其回收再利用的安全性和有效性,进一步降低企业成本。对于高温热处理回收技术,科研人员将重点优化反应条件、原料配比,改进设备结构和工艺流程,降低生产成本和安全风险,推动这些技术从实验室走向工业化应用,实现废旧防渗料中有价值成分的高效回收。同时,将废旧防渗料用作水泥添加剂的应用会更加广泛,通过不断优化配比和工艺,提高水泥产品的质量和性能。
铝电解槽干式防渗料的回收再利用对铝工业的可持续发展意义重大。当前,我国在这一领域虽已取得一定成果,但仍面临诸多挑战。在 2025 年及未来,需要持续推动技术创新,优化回收再利用的方法和流程,提高资源利用率,降低环境污染,实现铝电解槽行业的绿色、高效发展,让废旧防渗料变废为宝,为铝工业的持续进步提供有力支撑。
更多铝电解槽行业研究分析,详见中国报告大厅《铝电解槽行业报告汇总》。这里汇聚海量专业资料,深度剖析各行业发展态势与趋势,为您的决策提供坚实依据。
更多详细的行业数据尽在【数据库】,涵盖了宏观数据、产量数据、进出口数据、价格数据及上市公司财务数据等各类型数据内容。