文献综述

1.课题研究的现状及发展趋势：

铝灰的来源不同，其组成也不同，铝灰被分为白铝灰、黑铝灰、盐饼三种。不同铝灰渣中的铝含量不尽相同，在10%～80%之间浮动，铝灰渣中其他组分的含量也有所不同。①白铝灰：又称一次铝灰，一次铝工业废气物。其颜色一般为灰白色。主要成分为金属铝和氧化铝，铝的含量一般为15%～75%。产生于电解铝等不添加盐熔剂的生产过程，可作为二次铝工业原料。②黑铝灰：又称二次铝灰，二级铝工业废弃物。其颜色一般为灰黑色，主要成分为铝（10%～20%）、氧化铝（20%～50%）、大量可溶性盐类（40%～55%）以及其他组分，较之于白铝灰，其含有较少的金属铝以及较多的盐类。③盐饼：黑铝灰的一种，金属铝含量较低、含有大量的盐类并固结成块。其为多种不同元素化合物组成的混合物，包含剩余金属铝（5%～7%）、氧化铝（15%～30%）、氯化铝（30%～55%）、氯化钾（15%～30%）和其他杂质^[1]。

欧洲有害废料目录把铝灰定义为有毒有害废料，其被认为是高度易燃的、刺激的、有害的、渗出性的，其最主要的危害为渗出性以及其遇水或在潮湿的空气中极易反应生成有毒、有害、易爆、恶臭气体，比如氨气、甲烷、氢气等。因此未经处理的铝灰会对地下水及空气造成污染^[2]。最近几年，中国已经成为世界上最大的铝生产国，2012年中国铝产量为377．15万吨，占世界铝总产量的39%，快速增长的铝消耗也使得中国成为世界第一大铝消耗国。铝的生产过程中不可避免地产生大量的铝灰^[3]。在中国，部分铝灰用于制造不纯净的化学品、低品质耐火砖，或者环保设备滤料，而更多的铝灰因找不到合适的处理方法而被堆积在有害垃圾处理厂，导致了严重的环境污染^[4]。

聚合氯化铝PAC(poly aluminumchloride)，通常也称作混凝剂，它是介于AlCl3和Al(OH)3 之间的一种水溶性无机高分子聚合物，颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体^[5]。该产品有较强的架桥吸咐性能，在水解过程中，伴随发生凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。故对水中的悬浮物有极强的吸附性，从而达到凝聚水中悬浮物的目的。饮用水的净化现在已经是一个全世界共同关注的课题。聚合氯化铝作为世界上水处理使用最为广泛的一种化学絮凝剂，其絮凝效果好^[6]。

将工业固体废渣资源化并用于生产新材料，是目前解决工业生产中产生的各种废料对环境带来严重负荷的有效手段。铝灰是一种产量大，污染严重的工业废渣，主要来源于电解铝厂，铝型材厂，铸造铝合金厂等铝冶炼企业^[7]。据统计，每生产 1000吨铝，就要产生25吨左右的铝灰。铝灰的大量堆积，不仅造成资源的浪费，同时也造成环境的污染，因此，加强对铝灰的综合利用已势在必行^[8]。铝灰的主要成分是SiO2和Al2O3, SiO2的含量一般在 5%~20%，Al2O3的含量一般在 43%~75%，具有很高的回收价值。目前，国内外研究机构和企业将铝灰主要应用在以下几个方面:1)回收铝；2)合成高效水处理絮凝剂—聚合氯化铝；3)生产硫酸铝；4)将铝灰用于建路材料中，以废铝灰作为主要原料，添加适量烧成助剂，压制成型后烧成，制备了陶瓷清水砖。清水砖在一些发达国家已得到广泛的应用，它不仅能保证饰面效果，而且能提高工效、降低建筑成本。在国内，该清水砖是传统墙体材料粘土烧结砖的较好的替代品，实现大规模推广应用之后，将在我国保护环境、节约能源等方面扮演重要角色^[9]。

目前，一次铝灰主要被用于生产聚合氯化铝，但合成的液体聚合氯化铝产品中有效成分Al2含量较低并且需要烘干，成本较高，同时剩下的二次铝灰渣中的SiO2及被玻璃微珠包裹的Al2O3等难溶于酸而未被有效利用，多数被废弃处理，然而这些未被利用的成分在碱性条件下可以有效的生成火山灰成分，可以用来制作免烧砖^[10]。

该产品符合我国“保护农田、节约能源、因地制宜、就地取材”的发展建材总方针，符合国务院曾转发“严格限制毁田烧砖积极推动墙体改革的意见”，符合国家财政部国家税务总局曾发布的财税字（1996）20号文件“关于继续对部分资源综合利用产品等实行增值税优惠政策的通知”，该产品是属于全免增值税的建材制品^[11]。

由于该种材料强度高、耐久性好、尺寸标准、外形完整、色泽均一，具有古朴自然的外观，可做清水墙也可以做任何外装饰^[12-16]。因此，是一种取代粘土砖的极有发展前景的更新换代产品。

免烧砖无需烧结，自然养护、常温蒸养均可。该设备所生产的成品免烧砖达到建材行业砖标准，是废渣综合治理利用、消除环境污染、节约土地资源、促进城乡劳动力就业、发家致富的理想设备^[17]。免烧砖生产线主要配套设备是免烧砖机，即俗称的压砖机或制砖机，是生产免烧砖的主要设备，主要分为转盘机、真空挤出机和全自动液压成型机^[18-20]。由于全自动液压成型机具有自动化程度高，压制力大，制品质量好，产量高等特点，早已成为免烧砖生产线的首选设备。此免烧砖机具有广泛的材料适用能力，能够利用多种材料制备免烧砖；这种设备具有结构紧凑、压制力大、刚性强、全密封防尘，循环润滑，操作简单，产量高，经久耐用的特点。喂料机构变速、回转盘转动等部位采用最先进技术，传动力大，运转平稳，到位准确，维修率低等优点。主要用于压制粉煤灰、河沙、海沙、山沙、矿粉、炉渣等为主要原料的免烧砖、蒸养砂砖、耐火砖和空心砖的生产，是国家大力介导的环保型建材设备^[21]。