一、引言：铝工业的“灰色阴影”
在“双碳”目标引领下，铝作为绿色低碳转型不可或缺的基础材料，其战略地位日益凸显。然而，在电解铝车间飞溅的铝液光芒背后，在再生铝熔炉升腾的烟尘之中，一种被称为“铝灰”的工业废弃物正悄然堆积，成为铝工业发展进程中难以回避的“灰色阴影”。
铝灰产生于铝冶炼、熔铸及再生利用的全过程。据权威统计，我国每年铝灰产生量高达400万吨，且随着再生铝产业的快速发展，这一数字仍在持续攀升。2021年，铝灰正式被列入《国家危险废物名录》，其环境风险与资源价值之间的矛盾，成为摆在铝行业面前的一道必答题。
二、认识铝灰：被误解的“双重身份”
（一）物质组成与来源
铝灰并非单一物质，而是一个复杂的混合物体系。从来源看，铝灰主要分为三类：一是电解铝过程中产生的电解铝灰，二是铝加工（如挤压、轧制、锻造）过程中产生的加工铝灰，三是废铝再生熔炼过程中产生的二次铝灰。
从成分看，铝灰中既含有10%～30%的金属铝颗粒、40%～70%的氧化铝，又含有氮化铝、氟化物、氯化物等毒害组分。这种“资源与毒害并存”的特性，决定了铝灰处理必须走“解毒与提值并重”的技术路线。
（二）危害特性解析
铝灰的危险特性主要源于三个方面：其一，氮化铝遇水或潮湿空气会反应释放出氨气，产生刺激性气味；其二，氟化物和氯化物具有浸出毒性，若随意堆存将污染土壤和地下水；其三，细颗粒铝灰具有反应性，在特定条件下可能产生氢气和热量积聚，存在安全风险。
传统干磨-炒灰熔炼工艺以低效回收金属铝为主，由于磨选时金属铝过磨严重且无法精细分级，导致微细粒级铝颗粒在熔炼过程中易氧化、回收率低（仅70%左右），同时产生大量毒性更强的二次铝灰，环境污染风险极大。这种“拆东墙补西墙”的处理方式，显然无法从根本上解决问题。
三、技术突破：从“简单回收”到“全质利用”
（一）十年磨一剑：过程工程所的创新之路
面对铝灰资源化利用的世界性难题，中国科学院过程工程研究所齐涛和郭强研究团队开始了长达十年的技术攻关。他们深知，要想真正实现铝灰的“无害化”与“高值化”，必须跳出传统思维窠臼，构建全新的技术体系。
研究团队创新性开发了“铝灰解毒与高值化技术”，该技术体系包含三大核心模块：金属铝梯级分选与分级熔炼技术、氮/氟/氯湿法多场耦合强效解毒技术、氧化铝/氮化铝协同资源化利用技术。这一技术路线打破了传统“先提铝后处置”的单一模式，将“解毒”与“提值”有机融合，实现了铝灰的全组分资源化利用。
（二）关键技术指标
经过小试、扩试、万吨级示范工程的层层验证，该技术于2025年建成10万吨级工业生产线，并实现连续稳定运行近一年。各项技术指标令人振奋：
- 金属铝回收率：从传统工艺的70%提升至85%以上
- 解毒效果：处理后铝灰中氮化铝含量低于0.5%，氟浸出毒性小于40ppm（远低于国家标准限值）
- 资源化产品：三氧化二铝含量达到65%以上，可生产金属铝锭、再生氧化铝、肥料级硫酸铵等高值化产品
2026年1月，该成果顺利通过中国有色金属工业协会组织的科技成果评价。由中国工程院院士赵中伟担任组长、中国科学院院士韩布兴担任副组长的评价委员会一致认为：“该项目整体技术达到国际领先水平”。
（三）中铝集团的协同创新
无独有偶，中国铝业集团自主研发的“两段法铝灰绿色资源化利用新工艺”也取得重要突破。该工艺以烧结法生产氧化铝工艺为基础，将铝灰中的有价元素分离，形成氢气、氨水、打渣剂、氧化铝等多元化产品。2025年9月，该技术入选工业和信息化部、国家发展改革委、生态环境部联合发布的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2025年版）》，标志着我国铝灰资源化利用技术体系日趋成熟。
四、产业实践：从实验室到生产线
技术的生命力在于应用。过程工程所团队联合郑州中科新兴产业技术研究院和洛阳天瑞环保科技有限公司，将研究成果转化为实实在在的生产力。2025年，10万吨/年铝灰资源化利用生产线在河南建成投产，成为我国铝灰处置领域的标志性工程。
走进生产现场，昔日被视为“烫手山芋”的铝灰，经过一道道工序的精细处理，最终转化为银光闪闪的铝锭、雪白的再生氧化铝以及颗粒均匀的硫酸铵肥料。这条生产线不仅实现了铝灰的“吃干榨净”，更为周边铝加工企业解决了危废处置的燃眉之急。
据统计，该技术具有原料适应性强、解毒效果好、投资省、能耗低、资源利用率高等综合优势。在“双碳”战略目标下，这项技术的推广应用将助力铝灰由“环境危废”真正转化为“城市矿产”。
五、挑战与展望
尽管铝灰资源化利用技术取得重大突破，但大规模推广仍面临诸多挑战。首先，铝灰来源广泛、成分波动大，对处理技术的适应性提出更高要求；其次，危废处置项目的选址、环评周期较长，部分地区存在“技术等落地”的现象；再次，资源化产品的市场认可度和标准体系建设仍需完善。
从政策层面看，《国家危险废物名录（2021版）》将铝灰纳入危废管理，倒逼企业寻求合规处置途径。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》对危废产生单位的主体责任作出明确规定，为铝灰资源化利用产业提供了法律保障。
展望未来，随着电解铝产能置换、再生铝产业集聚，铝灰的产生将趋于集中化、规模化，为大型处置设施的建设创造条件。与此同时，铝灰中锂、镓等稀散金属的回收技术也在探索之中，有望进一步提升铝灰的资源价值。
六、结语
铝灰，这个曾经让铝企业“谈灰色变”的危险废物，正在科技之手的点化下焕发新生。从低效回收到全质利用，从二次污染到绿色低碳，铝灰资源化技术的每一次突破，都是循环经济理念的生动实践。
正如中国科学院过程工程研究所的科研人员所言：“铝灰不是包袱，而是放错位置的资源。”当金属铝回收率突破85%，当有毒氮化铝被彻底消解，当危废处置不再是企业负担而是新的增长点，铝工业的“灰色阴影”终将消散，取而代之的是一条绿色、循环、高值的发展之路。
