电解槽大修渣

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1、电解槽大修渣污染控制及无害化处理秦祥江河南省科技咨询服务中心2007 年 11 月电解槽大修渣污染控制及无害化处理同志们好：此次会议的召开对促进我省危险废物科学化管理、实施危险废物 的有效防治、推进危险废物的无害化处理进程具有极其重要的意义。根据会议安排，我就电解槽大修渣的产生及性质、电解槽大修渣 贮存环境保护要求、电解槽大修渣填埋环境保护要求、电解槽大修渣 无害化处理、推行清洁生产、从源头削减大修渣产生量五个方面谈一 些个人粗浅认识，不当之处请指正。1、铝电解槽大修渣的产生及性质1.1 大修渣产生情况铝电解槽一般在使用45年后需进行大修，大修时清除的废内 衬，即为电解槽大修渣。大修渣主要包括

2、阴极炭块、耐火砖、扎糊、 保温砖、耐火粉、耐火灰浆及绝热板等。其产生量约为30kg/tAl（相对数，随槽龄长短而变），目前全国电解铝产能超过900万t/a, 则大修渣产生量在27万t/a左右。我省电解铝产能在300万t/a左右， 则大修渣产生量在 9 万 t/a 左右。而单槽大修渣产生量与电解槽电流 强度密切相关，电流强度越大，单槽大修渣量越多，反之则越少，以 160KA 预焙槽为例，大修渣中各类物质组成情况见表 1。表1160KA预焙槽大修渣组成情况组成阴极 炭块耐火 砖扎 糊保温 砖耐火 粉耐火 灰浆绝热 板合计产牛量（t/槽）19.4212.788.184.604.601.020.515

3、1.11比例（）38.0025.0016.009.009.002.001.00100.001.2 大修渣浸出毒性试验铝电解生产采用熔盐电解法。即以氧化铝为原料，以氟化盐（冰 晶石、氟化铝）为熔剂，在电解生产过程中，一部分含氟电解质被炭 质槽内衬吸收，再扩散到其它筑炉材料中。青海铝厂和贵州铝厂曾对 大修渣各组份及混合样进行过浸出毒性试验，结果见表2。表 2 电解槽大修渣浸出毒性试验结果成份部位贵州铝厂青海铝厂pH （无量纲）F（mg/L）pH （无量纲）F（mg/L）炭块11.44350012.403500扎糊11.681300012.9813000耐火灰浆11.00400耐火砖7.892901

4、0.70235.5保温砖6.48268.7746.3耐火粉6.582208.4253.6绝热板7.04222070.1混合样10.50220011.961818由表 2 可以看出，大修渣中，扎糊氟化物浸出液浓度最高，达13000 mg/L，炭块次之，为3500 mg/L,其他部位相对较低。1.3 大修渣性质界定1.3.1 危险废物定义及鉴别标准根据中华人民共和国固体废物污染环境防治法规定：“危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别 标准和鉴别方法认定的具有危险特性的废物”。根据国家危险废物名录（修订版）（征求意见稿）规定：“具 备：具有易燃性、腐蚀性、反应性、毒性或感染性

5、；可能具有 中一种或多种危险特性，或可能对环境或人类身体健康具有危害、需 要按危险废物进行管理的固态或液态废物列入国家危险废物名录。国家早在 1996 年就颁布了危险废物系列鉴别标准，其中与电解槽大修渣相关的有危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别（GB5085.11996)和危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别(GB5085.3 1996)； 并于 2007 年对危险废物鉴别标准进行修订，对其内容进行了较多补 充和完善，现将修订前后的标准中有关pH和无机氟化物的限值列于 表 3。表3鉴别标准修订前后pH、无机氟化物限值对照表标准危险废物鉴别标:准腐蚀性鉴别危险废物鉴别际准浸出毒性鉴别GB5085.11996G

6、B5085.12007GB5085.31996GB5085.32007pH值三 12.5 或W2.0三 12.5 或W2.0无机氟化物浸出液浓度W 50 mg/L浸出液浓度W100 mg/L根据上述定义，对照表2和表3 可知，电解槽大修渣属于危险废 物，如不进行有效的综合利用和无害化处理或贮存处置不当，将对土 壤和地下水存在长期潜在的污染影响。2. 电解槽大修渣贮存环境保护要求贮存是指废物再利用或无害化处理和最终处置前的存放行为。现将危险废物贮存污染控制标准(GB18597-2001 )中的有关 内容介绍如下：2.1危险废物贮存设施选址要求危险废物贮存设施选址要求见表 4。表 4危险废物贮存设

7、施选址要求序号内容1地质结构稳定，地震烈度不超过7度的区域内。2设施底部必须咼于地下水最咼水位。3场界应位于居民区800m以外，地表水域150m以外。4避免建在溶洞区或易遭受严重自然灾害如洪水、滑坡、泥石流、潮汐等影响的地区。5应建在易燃、易爆等危险品仓库、高压输电线路防护区域以外。6应位于居民中心区常年最大风频的下风向。2.2 危险废物的堆放要求 危险废物的堆放要求见表 5。表 5 危险废物的堆放要求序号内容1基础必须防渗，防渗层为至少1m厚粘土层(渗透系数三10-7cm/s),或2mm厚高密 度聚乙烯，或至少2mm厚的其它人工材料，渗透系数10-iocm/so2堆放危险废物的高度应根据地面

8、承载能力确定。3应设计建造径流疏导系统，保证能防止25a 一遇的暴雨不会流到危险废物堆里。4危险废物堆内设计雨水收集池，并能收集25a 一遇的暴雨24h降水量。5危险废物堆要防风、防雨、防晒。2.3 其他相关要求 危险废物管理的其他相关要求见表 6。表 6 危险废物管理的其他相关要求项目内容运行与管理要求危险废物产生者和危险废物贮存设施经营者均须作好危险废物情况的记录， 记录上须注明危险废物的名称、来源、数量、特性和包装容器的类别、入库 日期、存放库位、废物出库日期及接收单位名称。危险废物的记录和货单在 危险废物回取后应继续保留3ao泄漏液、清洗液、浸出液必须符合GB8978的要求方可排放。安

9、全防护要求危险废物贮存设施都必须按GB15562.2的规定设置警示标志。危险废物贮存设施周围应设置围墙或其它防护栅栏。3. 电解槽大修渣填埋环境保护要求填埋场是处置废物的一种陆地处置措施，它由若干个处置单元和 构筑物组成，处置场有界限规定，主要包括废物预处理设施、废物填 埋设施和渗滤液收集处理设施。现根据危险废物填埋污染控制标准(GB18598-2001)中的有关内容介绍如下：3.1填埋场场址选择要求填埋场场址选择要求见表 7。表 7 填埋场场址选择要求序号内容1填埋场场址的选择应符合国家及地方城乡建设总体规划要求，场址应处于一个相对 稳定的区域，不会因自然或人为的因素而受到破坏。2填埋场场址

10、的选择应进行环境影响评价，并经环境保护行政主管部门批准。3填埋场场址不应选在城市工农业发展规划区、农业保护区、自然保护区、风景名胜 区、文物（考古）保护区、生活饮用水源保护区、供水远景规划区、矿产资源储备 区和其他需要特别保护的区域内。4填埋场距飞机场、车事基地的距离应在3000m以上。5填埋场场界应位于居民区800m以外，并保证在当地气象条件下对附近居民区大气 环境不产生影响。6填埋场场址必须位于百年一遇的洪水标高线上，并在长远规划中的水库等人工蓄水 设施淹没区和保护区之外。7填埋场场址距地表水域的距离不应小于150m。8填埋场场址的地质条件应符合下列要求：a. 能充分满足填埋场基础层的要求

11、；b. 现场或其附近有充足的粘土资源以满足构筑防渗层的需要；C.位于地下水饮用水水源地主要补给区范围之外，且下游无集中供水井；d. 地下水位应在不透水层3m以下，否则，必须提高防渗设计标准并进行环境 影响评价，取得主管部门同意；e. 天然地层岩性相对均匀、渗透率低；f. 地质结构相对简单、稳定，没有断层。9填埋场场址选择应避开下列区域：破坏性地震及活动构造区；海啸及涌浪影响区； 湿地和低洼汇水处；地应力咼度集中，地面抬升或沉降速率快的地区；石灰熔洞发 育带；废弃矿区或塌陷区；崩塌、岩堆、滑坡区；山洪、泥石流地区；活动沙丘区 尚未稳定的冲积扇及冲沟地区；高压缩性淤泥、泥炭及软土区以及其他可能危及

12、填 埋场安全的区域。10填埋场场址必须有足够大的可使用面积以保证填埋场建成后具有10年或更长的使 用期，在使用期内能充分接纳所产生的危险废物。11填埋场场址应选在交通方便、运输距离较短、建造和运行费用低、能保证填埋场正 常运行的地区。3.2 填埋场入场要求3.2.1 下列废物可直接入场填埋：a. 根据GB5086和GB/T15555.111测得的废物浸出液中无机氟 化物（不包括氟化钙）浓度超过GB5085.3中的标准值（50mg/L）并 低于稳定化控制限值（100mg/L）；b. 根据 GB5086 和 GB/T15555.12 测得的废物浸出液 pH 值在 7.012.0 之间的废物。3.2

13、.2 下列废物需经预处理后方能入场填埋：a. 根据GB5086和GB/T15555.111测得的废物浸出液中氟化物 超过稳定化控制限值 100mg/L；b. 根据GB5086和GB/T15555.12测得的废物浸出液pH值V7.0 和12.0的废物。3.3填埋场设计环境保护要求填埋场设计环境保护要求见表8 。表 8填埋场设计环境保护要求序号内容1填埋场大然基础层的饱和渗透系数不应大于1.0x10-5cm/s,且其厚度不应小于2m。2填埋场应根据天然基础层的地质情况分别采用天然材料衬层、复合衬层或双人工 衬层作为其防渗层。3如果天然基础层饱和渗透系数小于1.0x10-7cm/s，且厚度大于5m,

14、可以选用天然 材料衬层。天然材料衬层经机械压实后的饱和渗透系数不应大于1.0x10-7cm/s, 厚度不应小于1m,（天然衬层剖面示意图见图1。4如果天然基础层饱和渗透系数小于1.0x10-6cm/s，可以选用复合衬层。复合衬层 必须满足下列条件：a. 天然材料衬层经机械压实后的饱和渗透系数不应大于1.0x10-7cm/s,厚度应满足 表9所列指标，坡面天然材料衬层厚度应比表9所列指标大10%。b. 人工合成材料衬层可以米用高密度聚乙烯（HDPE）,其渗透系数不大于10-12cm/s，厚度不小于1.5mm。HDPE材料必须是优质品，禁止使用再生产品，复合衬层剖面示意图见图2。5如果天然基础层饱和渗透系数大于1.0xl0-6cm/s，则必须选用双人工衬层。 双人工衬层必须满足下列条件：a. 天然材料衬层经机械压实后的渗透系数不大于1.0x10-7cm/s，厚度不小于0.5m；b. 上人工合成衬层可以米用HDPE材料，厚度不小于2.0mm；c. 下人工合成衬层可以米用HDPE材料，厚度不小于1.0mm；衬层要求的其 它指标同复合衬层，双人工衬层剖面示意图见图3。6填埋场必须设置渗滤液集排水系统、雨水集排水系统和集排气系统。各个系统在 设计时采用的暴雨强度重现期不得低于50年。管网坡度不应小于2%；填埋场底 部应以不小于2%的坡度