总第23卷260期2021年4月
ccbot大众科技
Popular Science&Technology
Vol.23No.4
April2021
陆希俭
(广西华磊新材料有限公司，广西平果531499)
大连雾霾
【摘要】电解铝工业产生的污染物会对生态环境造成严重破坏，影响到水体中各种生物的生存，人们的饮水质量、饮水安全等也会受到影响，而且周边的农作物生长也将会受到严重的威胁。因此，文章针对电解铝环境问题的管理现状进行分析，提出应充分考虑环境承载能力，提高电解烟气集气效率和净化效率，加大电解烟气净化系统治理力度；杜绝电解铝所使用含高硫石油焦阳极，采用高效率脱硫净化技术 治理电解烟气；对危险废物采取资源化、减量化和无害化处理等有针对性的控制措施，尽可能避免污染物的扩散。
【关键词】电解铝；环境问题；管理现状；控制措施
【中图分类号】X75【文献标识码】A【文章编号】1008-1151(2021)04-0033-03
Discussion on the Management and Control Measures of of Environmental
Problems of Electrolytic Aluminum
Abstract:The pollutants produced by electrolytic aluminum industry will cause serious damage to the ecological environment,affect the survival of various organisms in the water body,the quality and safety of drinking water of people will also be affected,and the production of crops around will be seriously threatened.Therefore,this paper analyzes the management status of electrolytic aluminum environmental problems,and puts forward that we should fully consider the environmental canying capacity,improve the gas collection efficiency and purification efficiency of t he electrolytic flue gas,and strengthen the treatment of t he electrolytic flue gas purification system; put an end to the use of high sulfur petroleum coke anode in electrolytic aluminum,and adopt high efficiency desulfuriz
ation and purification technology to treat the electrolytic flue gas;and take the measures of resource utilization and reduction of hazardous waste quantitative and harmless treatment and other targeted control measures,as far as possible to avoid the spread of pollutants.
Key words:electrolytic aluminum;environmental problems;management status;control measures
引言
电解铝已成为生产铝产品工业中不可或缺的一环，是国民经济的支柱产业。然而，电解铝也是一种高能耗、高污染的行业。在电解过程中，从电解槽排出的烟气中含有大量的污染物，如氟化物、二氧化硫和粉尘，给环境带来很大影响，特别是对人体健康、植物生长和土壤环境等有严重的破坏。1中国电解铝行业发展现状分析当前，中国电解铝产量己经占据世界总产量的55%，但由于产业的集中度很低，使得企业的国际视野和风险规避能力都很差。截止到2018年，中国电解铝全年产量为3580.2万吨，同比增长10.9%。2019年第一季度中国电解铝产量为856.7万吨。
销量方面，2017年中国电解铝销量为3136.2万吨；2018年中国电解铝销量为3371.8万吨，同比增长7.51%。2019年第一季度中国电解铝销售量为808万吨闪。
电解铝也是一种高能耗、高污染的行业。但是在与现阶段实际情况进行结合分析时，发现我国电解污
染物治理控制方面仍然存在许多问题，管理力度也不够。只注重生产，没有意识到环境治理的重要性。除此之外，还有因投入环境治理需要一大笔费用，而没有对全部污染物进行治理等原因，对环境造成严重的污染影响。
2电解铝主要污染物的排放现状
2.1气体污染
电解铝在生产过程中，电解槽是铝水生产过程中最主要的大气污染源。烟气中主要污染物是槽内电解质挥发和氟化铝升华产生的氟化盐及其部分水解生成的氟化氢气体、电解槽加工和气流带起的氧化铝粉尘、阳极碳块中所含硫份经氧化后产生的SO2等，以上污染物进入电解烟气随烟气排出。因此电解烟气中主要有害物有氟化物、粉尘和SO2等。电解烟气排放方式主要有两种，一种是有组织排放，另一种是无组织排放。这些污染物进入到空气之后，二氧化硫经过化学反应后很容易就会形成酸雨。酸雨不仅会直接造成水体、土壤的严重污染，甚至还有可能会直接导致人体健康受到严重
【收稿日期】2021-02-01
【作者简介】陆希俭（1971-），广西华磊新材料有限公司工程师，研究方向为有金属冶炼生产安全环保管理。
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威胁。而氟化物和含氟粉尘进入空气后，经过沉降，被在电解铝厂方圆几公司里内的土壤和植物所吸收，并长年进行富集积累，不利于土壤凝固，造成土壤间隙堵塞，水不易渗透，潮湿时浑浊，干燥时板结，土壤理化性能恶化，对植被有明显影响。HF对人体的伤害作用要比SO?大20倍，比大5倍。人体吸入过量的氟，常常会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，严重则使人丧失劳动能力。另外，氟化物还对人体呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用［2］。
2.2固体污染
电解生产过程中会产生碳渣，主要有害成分是氟化物；而电解槽使用寿命一般为一千八百天左右，每五年大修一次。铝电解槽大修时拆除的废炭块、耐火砖、保温料等称为槽大修固体渣，这些废料由于长期在高温下与电解质发生渗透，吸附了大量氟化钠等有害物质，属危险废物。电解槽大修渣考虑先在厂区暂存，再进一步进行无害化处理。暂存期间一旦管理不到位，危险废物将受到雨水渗漏造成流失，可溶氟随雨水渗入地下，会对土壤、地下水及在表水造成污染和影响到水体各种生物的生存、人们的饮水质量、饮水安全等，及对周边的农作物生成和人们的健康安全带来严重的威胁。2.3水体污染
电解生产过程中产生的废水主要来源于空压站循环水系统、电解铸造冷却水、设备的冷却水，还有的就是生活污水。生产废水主要污染物为SS、氟化物以及少量油类；生活污水主要污染物是COD、BO
D5,SS、氨氮等，这些污水如不经处理直接排放，则会直接对水体产生一定的影响。
2.4噪声污染
电解铝在运行过程中，主要设备有整流柜、变压器运行、电解烟气净化系统风机、空压机、各收尘系统风机等，以上都是大型设备，这些设备共同运作时，势必会叠加产生很大的噪音。这些设备的噪音污染特别严重，经过专业的噪音污染检测，设备噪声值在85dB(A)~100dB(A)，这些噪音的标准无法达到基本环境噪声要求。同时在运行过程中的持续时间相对比较长，所以对岗位人员和周围居民的日常生活会造成严重影响。
3污染问题的治理措施
3.1废气污染源环保处理
11眼电解烟气污染物主要有氟化物、二氧化硫和粉尘。普鲁士蓝
电解生产中的环境污染以大气污染为主，而釆用预焙槽时产生的主要大气污染物是氟化物，其污染负荷占全厂总污染物污染负荷的80%以上。因此，对氟化物的治理是全厂大气污染物控制的关键。
烟气治理效果包含电解槽集气效率和净化系统净化效率两个方面的因素。对预焙阳极电解槽烟气的治
理，国内外均釆用的氧化铝吸附干法净化，是一种成熟、高效的净化技术。目前国内电解铝厂烟气净化系统一般釆用粉状氧化铝，其比表面积为2cm/g〜10cm/g，氟化物净化效率可稳定达到99%，釆用砂状氧化铝，比表面积为＞40cm3/g，吸附率可达99.8%，对氟化物的净化效率可达99.5%以上，效果很好，减少氟化物的排放％
为了减少电解烟气中的二氧化硫排放，釆取措施有两种: (1)杜绝电解铝所使用含高硫石油焦阳极，可控制二氧化硫的产生量；(2)釆用高效率脱硫净化技术治理电解烟气。对废气进行控制时，要想实现对SO2的有效处理，最有效、最直接的处理措施就是脱硫技术。脱硫技术在实际应用过程中，不仅可以针对电解区域范围内的酸雨量进行有效控制，而且还可以为生态系统提供良好的保护作用。
电解烟气中的粉尘主要是含氟氧化铝粉，如不控制，飘落到地面既污染环境，又浪费成本。为了减少对环境的污染和节约成本，釆用布袋收尘，把收下来的粉尘打回流程，用于生产，既可以减少损失，又可以节约氟化盐的使用量和减少污染，起到一举两得的效果。华硕u36
而无组织的废气治理措施主要是通过提高集气效率，控制废气无组织排放。控制措施主要有：(1)小块盖板组成的槽罩进行密闭，所有的阳极装置及槽面均封闭在罩内，无外露。通过风机的抽力，密闭罩内形成负压，可有效地避免电解烟气外溢；(2)采用多段式集气方式并结合双管排烟结构，可以适当减少主烟管的排烟量，但不影响正常生产条件下的集气要求，当开槽操作时，副烟管开启，增大排烟量，
可有效减少烟气外溢，减少污染物排放；(3)机械化更换阳极，从而缩短了操作时间；(4)釆用超浓相输送技术，加料操作在槽子密闭状态下进行，可有效地减少开罩时间；(5)换极时，将残极和捞出的渣立即放入残极冷却箱，每个残极冷却箱设有净化烟道接口和阀门，可与净化系统集气管道快速连接，将残极烟气引入净化系统集中处理，该措施可提高集气效率0.3%，减少无组织排放叫(6)利用废旧收尘布袋逐一剪切出稍大于阳极导杆横截面的凹口，并测量阳极导杆两两之间的距离，固定在槽眉导杆上，有效减少有毒有害气体散发到大气中，提高烟气集气效率，减少电解槽热量损失，优化现场工作环境。
设置防护林带，防护林带树林分三层，选择的防护树种为当地抗氟能力强、易于存活和生长的植物，从而达到防治污染、改善环境的目的。
3.2废水污染源环保治理
电解烟气净化系统、空压站等设备间接冷却循环水较清洁，通过加强冷却方式提高循环效率，控制补充水量和降低排水量。对于生产废水必须要经过污水处理系统处理后，水质达到要求循环使用，不外排。既节约用水，合理利用水资源，又起到事半功倍的效果，因此循环水系统的经济效益、社会效益及环境效益均十分可观。生活污水进入污水处理厂进行处理，处理后达标排放，减少对地表水的污染。
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3.3噪声污染源环保治理
电解铝企业主要产生高噪声的设备有烟气净化系统风机、氧化铝浓相和超浓相输送系统风机、空压站空压机等。在针对噪声污染进行控制时，对空压机釆用阻抗性消声器。
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风机在出口端安装管道消声器，一般能降低噪声10dB(A)〜15dB(A)，工作场所噪声可控制在85dB(A)以内。主要噪声设备均设置于室内，设置减振基础、隔音机房、隔音操作室等措施，同时还可以在各种不同类型的机械设备周围安装符合要求的隔音罩。这样能够实现对噪音污染的有效控制。除此之外，还可以积极引进和利用一些先进的技术手段，保证设备更新的及时性，新型设备的噪音分贝相对比较小，减少对周边噪声环境影响。
3.4固体废物环保治理
电解槽大修渣和碳渣是电解铝企业高危废弃物，应按照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)的要求进行建设暂存库贮存，一定量后定期委托有资质的危险废物集中处置中心进行安全处置，达到无害化处理效果，降低环境风险，避免对环境造成不利影响。
为了达到危险废物资源化、减量化效果，充分利用电解槽大修渣中有用物质，化害为利，进一步减小
污染，达到综合利用的目的，可采用综合利用措施：
(1)首先对废渣进行人工选捡，分捡出渗铝、电解质块等有价物，返回生产系统，回收利用。
(2)对大修渣中完好的的耐火砖作为筑槽再利用。
(3)电解槽大修渣中废碳块所占的组分最大，为46.9%。大修渣各组分中，废碳块的全氟含量和浸出液含氟浓度仅次于扎糊，排第二位。经过人工捡选后，回收部分炭素、废阴极用于碳素生产。
(4)将废阴极碳块破碎后，加入水泥熟料窑中代替部分燃料。
(5)废阴极碳块可作为制造电极糊原料，阴极碳块导电性能好，破碎后可代替部分冶金焦固。
4结束语
虽然电解铝在日常运营时，可以给社会带来非常多的便利条件，满足人们在各领域提出的个性化需求，但是同样对社会造成生态环境的严重污染影响。如果无法在实践中针对污染问题进行及时有效的处理，那么势必会造成更加严重的后果。因此，对电解铝生产过程中产生的废气、危险废物要严格按照国家的污染防治管理规定执行，通过釆取防范及减缓风险措施，对生产过程中产生的污染物所造成的环境风险可以得到有效控制，减少对周边噪声环境影响。同时也是电解铝企业对社会所负的责任，做到经济效益、社会效益和环境效益的统一，提升自身形象，为电解铝的发展打下良好基础。
【参考文献】
［1］华经情报网.2019年中国电解铝行业发展现状与发展趋势分析，良好的整合整个产业链是未来趋势［EB/OL］.
www.huaon/story/428375,2019-05-16.
［2］王新杰.铝电解生产的烟气净化技术综述［JJ.城市建设理论研究(电子版)，2012(32):1-5.
［3］李玉珍，戚焕岭，刘尔强.40万吨铝水及配套自备发电机组项目环境影响报告书［Z］.南宁：崔文中国铝业股份有限公司广西分公司，2016.
(上接第24页)
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4结束语
在现代的控制系统中，非接触式测量的应用越来越广，本文介绍了超声波非接触式测距系统，釆用了单片机完成系统控制，超声波测距模块完成信号检测，系统结构简单，成本低，操作方便，性能较稳定。该系统可应用于泊车辅助系统、移动机器人、液位测量、智能导盲系统等多个领域，具有较好的使用前景。
【参考文献】
［1］宋雪臣.传感器与检测技术项目式教程［M］.北京：人民邮电出版社，2019.
［2］李杰.基于单片机的超声波测距报警系统的设计［J］.电子设计工程，2018(9):7-8.
［3］张安东.基于STM32单片机的超声波测距系统设计与实现［J］.忻州师范学院学报，2020⑶:51-53.
［4］老盛林，吴慧芳.单片机应用技术［M］.北京：北京理工大学出版社，2018.
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