《鋁灰基微孔凈水劑》編制說明

中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會團體標準

《鋁灰基微孔凈水劑》

（征求意見稿）

編制說明

2023年10月

一、工作簡況

任務(wù)來源：

背景與意義：鋁灰主要來自于金屬鋁、鋁合金、廢鋁的熔鑄過程，

涉及電解鋁、鋁加工和再生鋁的生產(chǎn)過程，是鋁工業(yè)不可避免的固體

廢物，每年的產(chǎn)生量約500萬噸。鋁灰中含有大量具有經(jīng)濟價值的氧

化鋁、金屬鋁，是一種可再生的鋁資源；但同時含有一定量的氮化鋁、

氟化物、碳化物，在存放過程中遇水或吸潮會產(chǎn)生氨氣、氫氣和甲烷

等有害易爆氣體，由此被列入《國家危險廢物名錄》，代碼為

321-024-48、321-026-48、321-034-48。研究和開發(fā)鋁灰的回收利用

技術(shù)，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟效益、保護生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義

和實用價值。

凈水劑是指投放入水中能和水中雜質(zhì)產(chǎn)生吸附、橋接、聚合反應(yīng)

的藥劑，從而起到凈化水質(zhì)的目的。鋁灰可作為生產(chǎn)凈水劑的原料，

一般采用鹽酸/硫酸溶解法生產(chǎn)凈水劑，這種方法在國內(nèi)占有較大的

比例。由于鋁灰中除氧化鋁以外還含有氮化鋁、鋁鎂尖晶石、氯化鈉、

氯化鉀、二氧化硅、氟化物等物質(zhì)，因此生產(chǎn)的凈水劑質(zhì)量差，同時

生產(chǎn)過程中由于析出氨氣對環(huán)境污染較大，而且剩余的30%殘渣難處

理仍然屬于危廢。因此，如何高效、環(huán)保地利用鋁灰，回收鋁灰中有

價元素，將其制成高品質(zhì)的凈水劑，用于處理工業(yè)廢水具有十分重要

的意義。

沸石是晶態(tài)鋁硅酸鹽，微孔分布有序，大小均勻（孔徑小于2nm），

由于其熱穩(wěn)定性高、耐輻射、經(jīng)濟、環(huán)保等特點而備受關(guān)注。沸石作

為吸附材料，能夠很好地對水中的微污染物進行去除、如氨氮、揮發(fā)

酚、氰化物、亞硝酸鹽、濁度等，對重金屬離子以及含氧酸陰離子等

的去除效果也頗為顯著。沸石晶體內(nèi)部存在著大量排列有序、大小均

勻、彼此貫通并與外界相連的孔穴和孔道?？讖降拇笮∈菦Q定沸石的

選擇吸附性原因之一。各種沸石晶體內(nèi)部都有自己特定形狀和大小的

的空穴和孔道，只有顆?？讖脚c直徑較小的分子才能通過孔道而被吸

附。

立項必要性：利用鋁灰生產(chǎn)微孔凈水劑（具有類似沸石的結(jié)構(gòu)），

不僅能夠有效的解決工業(yè)危廢鋁灰的全量利用，而且能夠得到高品質(zhì)

的微孔凈水劑，具有較好的經(jīng)濟效益和顯著的社會環(huán)境效益。目前還

沒有相關(guān)標準規(guī)范鋁灰制備的微孔凈水劑的產(chǎn)品質(zhì)量。因此，制訂鋁

灰基微孔凈水劑產(chǎn)品標準十分必要，既能促進鋁灰的增值利用，又能

規(guī)范和引導(dǎo)鋁灰基微孔凈水劑產(chǎn)品的生產(chǎn)與銷售。

牽頭單位：鄭州大學、陜西春晨博發(fā)鋁業(yè)科技有限公司

協(xié)作單位：陜西春晨創(chuàng)合再生資源利用有限公司、鄭州綠之冶環(huán)

?？萍加邢薰?、西安建筑科技大學、中圣環(huán)境科技發(fā)展有限公司

主要起草人：陳喜平、崔春、趙偉東、趙蕤、王澤華、張詩楠、

張凱

二、工作主要過程

（一）前期準備

目前已完成隊伍組建、資料國標調(diào)研和技術(shù)儲備三方面前期工作。

1.隊伍組建

在隊伍組建上，依托研究院所研究平臺和科研開發(fā)實力，結(jié)合生

產(chǎn)企業(yè)和用戶單位的實際需求，對標準所需的技術(shù)指標及相關(guān)要求進

行實驗驗證及編制工作。鄭州大學是主要編制單位，陜西春晨博發(fā)鋁

業(yè)科技有限公司、陜西春晨創(chuàng)合再生資源利用有限公司、鄭州綠之冶

環(huán)?？萍加邢薰尽⑽靼步ㄖ萍即髮W、中圣環(huán)境科技發(fā)展有限公司

等單位參與了相關(guān)工作。

鄭州大學是國家雙一流大學建設(shè)高校，擁有兩院院士17人，長

江學者和國家杰青20余人，曾牽頭主編多項國家、行業(yè)標準，研究

基礎(chǔ)扎實，2021年發(fā)表實施了“鋁電解碳渣資源化利用技術(shù)規(guī)范”，

正在牽頭修訂“鋁灰渣”行業(yè)標準。為充分聽取鋁灰資源化利用產(chǎn)業(yè)

鏈上下游企業(yè)或單位及相關(guān)行業(yè)內(nèi)專業(yè)人士意見，還邀請了各類意愿

單位加入標準編制隊伍，使本標準的編制更符合實際需求及使用現(xiàn)狀。

陜西春晨博發(fā)鋁業(yè)科技有限公司是榆林市當?shù)劁X加工的龍頭企業(yè)，建

設(shè)5萬噸/年鋁板帶箔鑄軋生產(chǎn)線、冷軋生產(chǎn)線，5萬噸/年鋁板帶箔

鑄軋車間、冷軋車間及配套設(shè)施等，對鋁灰資源與環(huán)境屬性有著深刻

認識與迫切的處理需求；陜西春晨創(chuàng)合再生資源利用有限公司承擔標

準制訂的相關(guān)費用和提供鋁灰樣品和洗煤廢水。鄭州大學和西安建筑

科技大學完成了凈水劑項目可行性研究報告，委托中圣環(huán)境科技發(fā)展

有限公司完成了項目環(huán)境影響評價報告書，即將開展凈水劑項目施工。

鄭州綠之冶環(huán)?？萍加邢薰境袚鷺藴手朴嗊^程的產(chǎn)品吸附能力的

評價工作。

上述各單位通過明確的分工合作、有效的溝通機制以及資金和技

術(shù)的交流互補，對本標準的編制有著重要意義。

2.資料國標調(diào)研

目前，鋁灰基微孔凈水劑產(chǎn)品在世界范圍內(nèi)并沒有廣泛的研究報

道或生產(chǎn)報道。在學術(shù)研究方面，目前關(guān)于鋁灰制備凈水劑的研究文

獻或?qū)＠杏谖覈鞲咝＜翱蒲袡C構(gòu)、企業(yè)等，表明我國在鋁灰資

源化利用方面及相關(guān)技術(shù)、標準的需求較大。目前尚未發(fā)現(xiàn)關(guān)于鋁灰

基微孔凈水劑產(chǎn)品的標準，僅有鋁灰基聚合氯化鋁等其他產(chǎn)品的相關(guān)

分析、產(chǎn)品指標，分析檢測方法。例如，GB/T22627《水處理劑聚合

氯化鋁》，GB15892《生活飲用水用聚氯化鋁》等。因此，鋁灰基微

孔凈水劑的產(chǎn)品生產(chǎn)標準推進不僅有助于對凈水劑產(chǎn)品的指標分析，

同時有助于相應(yīng)產(chǎn)品和技術(shù)在市場中的推廣和應(yīng)用。

3.技術(shù)儲備

(1)完成了鋁灰制備微孔凈水劑工藝的開發(fā)，所制備鋁鋁灰制備

微孔凈水劑的性能指標滿足GB/T15555.11固體廢物-氟化物的測定

離子選擇性電極法的要求。

(2)完成了鋁灰基微孔凈水劑處理洗煤廢水的實驗，稱取一定量

的微孔凈水劑投入到洗煤廢水中，驗證凈化效果，記錄凈水劑使用量、

凈化時間、浮游物吸附量等參數(shù)。研究分離過程中不同粒級、攪拌時

間等的分離規(guī)律。

（二）標準編制指導(dǎo)思想

微孔凈水劑團體標準的編制以《中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會標準管理辦法

（試行）》文件為指導(dǎo)，遵循《中華人民共和國標準化法》、《中華

人民共和國標準化法實施條例》、《團體標準管理規(guī)定（試行）》等

國家法律法規(guī)相關(guān)規(guī)定。

（三）標準起草編制過程

在本標準項目工作提出后，鄭州大學負責牽頭，陜西春晨博發(fā)鋁

業(yè)科技有限公司、陜西春晨創(chuàng)合再生資源利用有限公司、鄭州綠之冶

環(huán)保科技有限公司等單位參與，成立了標準編制工作組，開展具體工

作。標準編制工作組的主要工作過程如下：

2022年9月，陜西春晨創(chuàng)合再生資源利用有限公司30kt/a鋁灰

脫氮固氟生產(chǎn)凈水劑項目完成環(huán)境影響評價，準備開始項目施工。

2022年10-12月，鄭州大學牽頭完成標準立項相關(guān)事宜，多家

單位成立了標準聯(lián)合編制組，討論本標準草案。

2023年1-3月，在編制組及單位內(nèi)部進行了多次交流，形成了

該標準的討論稿；

2023年4-6月，廣泛收集意見，對本標準進行了認真的修改和

完善，最終形成標準征求意見稿。

2023年7-9月，鄭州大學向循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會提交申請團體標準《鋁

灰基微孔凈水劑》中期評審材料，組織召開《鋁灰基微孔凈水劑》團

體標準中期評審會。

三、確定中循協(xié)標準主要技術(shù)內(nèi)容的論據(jù)

（一）標準架構(gòu)

1范圍

2規(guī)范性引用文件

3術(shù)語和定義

4示式性

5分類技術(shù)要求

6試驗方法

7檢驗規(guī)則

8標志

9包裝、運輸、貯存及質(zhì)量說明書

參考文獻

（二）范圍

本文件規(guī)定了鋁灰基微孔凈水劑的術(shù)語和定義、技術(shù)要求、試驗

方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸和貯存。

本文件適用于鋁灰基微孔凈水劑。該產(chǎn)品主要用于洗煤廢水、選

礦廢水處理等。

（三）術(shù)語和定義

本文件確定了2個術(shù)語及其定義，如下所示。

鋁灰aluminumdross

從電解鋁、鋁加工和鋁再生行業(yè)產(chǎn)生的固體廢物。

鋁灰基微孔凈水劑aluminumdross-basedmicroporouswater

purifier

以鋁灰為原料，添加反應(yīng)助劑，通過加熱處理得到的具有微孔結(jié)

構(gòu)和吸附作用的產(chǎn)品。

(四)示性式

鋁灰基微孔凈水劑示性式表示為xNa2O·yAl2O3·zSiO2

（五）分類技術(shù)要求

鋁冶煉行業(yè)、變形鋁及鋁合金行業(yè)和鑄造鋁合金行業(yè)產(chǎn)生的鋁灰

或鋁灰渣經(jīng)處理后，制備出的微孔凈水劑技術(shù)指標應(yīng)符合表1規(guī)定。

微孔凈水劑按產(chǎn)品名稱、等級和標準編號的順序標記。示例：符合

T/CACE-2022，等級為一級的微孔凈水劑標記為：工業(yè)處理洗煤廢水

用微孔凈水劑一級T/CACE-2022

表1微孔凈水劑技術(shù)指標

項目一級品二級品合格品

氧化鈉，wt%≥33≥30≥27

氧化鈣，wt%≤2≤3≤5

氧化鋁，wt%≥55≥50≥45

可溶氟，mg/L（凈

水劑的安全角度、

≤10≤20≤30

慎重考慮、控制

1.0mg/L）

氯，%≤1.0≤1.5≤2.0

氮，%≤0.05≤0.1≤0.1

懸浮物固體含量，

≤100≤200≤300

mg/m3

（六）試驗方法

本標準中的微孔凈水劑指標分析方法如下所示：

氧化鈉、氧化鈣和氧化鋁含量——X射線熒光光譜法

可溶氟含量的測定——離子選擇性電極法

氮含量的測定——紅外熱導(dǎo)法

氯含量的測定——離子色譜法

浸出毒性的測定——電感耦合等離子體發(fā)射光譜法

（七）檢驗規(guī)則

1檢驗分類

1.1出廠檢驗

出廠檢驗項目應(yīng)為附著水含量、細度、氧化鈉、氧化鈣和氧化鋁

含量。

1.2檢驗項目及取樣

1.2.1檢驗項目

每批微孔凈水劑應(yīng)對化學成分、浸出毒性、吸附能力和外觀進行

檢驗。

1.2.2取樣

生產(chǎn)過程取樣按照標準GB/T6609.22氧化鋁化學分析方法和物

理性能測定方法取樣制定生產(chǎn)過程取樣方案進行。

建議供需雙方在合同中規(guī)定仲裁取樣的方法，如沒有規(guī)定，按照

GB/T24487氧化鋁仲裁取樣方式取樣。

袋裝微孔凈水劑，每批至少隨機選擇3袋，用直徑15～20mm的

銅管探針沿包裝袋對角線插入深度不小于袋長2/3處，取同等質(zhì)量的

試樣。將所取得的局部試樣充分混合，按四分法縮分至重量不少于

500g，分裝于兩個清潔干燥的具塞廣口瓶中密封。瓶上粘貼標簽，注

明生產(chǎn)廠名稱、產(chǎn)品名稱、批號、采樣日期和采樣者姓名。一份作為

實驗室樣品，另一份保存?zhèn)洳椋４鏁r間由生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)實際情況自

行確定。

1.3檢驗結(jié)果的判定

生產(chǎn)廠應(yīng)保證每批出廠的微孔凈水劑產(chǎn)品都符合本標準的要求，

檢驗結(jié)果如有指標不符合本標準要求，應(yīng)重新自兩倍量的包裝中采樣

進行復(fù)檢。復(fù)檢結(jié)果即使只有一項指標不符合本標準的要求時，則判

該批產(chǎn)品不合格。

（八）標志和隨行文件

1標志

微孔凈水劑包裝上應(yīng)有牢固清晰的標志，內(nèi)容包括生產(chǎn)廠名、廠

址及產(chǎn)品名稱、級別、凈含量、批號或生產(chǎn)日期、本標準編號及GB190

中規(guī)定的“腐蝕性物質(zhì)”和GB/T191中規(guī)定的“怕雨”標志。

2隨行文件

產(chǎn)品出廠時應(yīng)附有每批原料應(yīng)附有質(zhì)量證明書。證明書上應(yīng)標明：

a.產(chǎn)品名稱、批號、級別、凈重；

b.生產(chǎn)商名稱、地址、生產(chǎn)日期；

c.化學成分含量、浸出毒性等指標檢驗結(jié)果；

d.供方質(zhì)監(jiān)部門的檢印；標準編號。

（九）包裝、運輸、貯存

1包裝

包裝原則為防水、防潮。微孔凈水劑采用內(nèi)襯聚乙烯塑料薄膜袋

的復(fù)合塑料編織袋包裝。雙層包裝的內(nèi)袋和外袋應(yīng)牢固縫合，無漏縫

現(xiàn)象。每袋凈含量為25kg，也可根據(jù)用戶要求的規(guī)格進行包裝。

2運輸

微孔凈水劑在運輸過程中應(yīng)有遮蓋物，防止污染、破損，防止雨

淋、受潮。

3貯存

微孔凈水劑應(yīng)貯存在通風、陰涼、干燥的庫房內(nèi)，防止雨淋、受

潮。在符合本標準貯存條件下，從出廠日期起，微孔凈水劑產(chǎn)品保質(zhì)

期為24個月。

四、主要試驗（驗證）的分析、綜述報告，技術(shù)經(jīng)濟論證，預(yù)期的經(jīng)

濟效果

試驗分析及綜述報告已經(jīng)開展了如下相關(guān)工作：

(1)完成了鋁灰制備微孔凈水劑工藝開發(fā)，完成了所制備鋁灰基

微孔凈水劑化學成分的含量均符合YST869-20134A沸石化學成分

分析方法X射線熒光法測定的要求，如表1所示。

表1鋁灰原料和凈水劑產(chǎn)品成分分析

元素AlNaMgSiCaFeClK總FO

鋁灰原料(%)37.597.046.071.330.281.055.810.631.44Balance

產(chǎn)品(%)30.8016.359.082.361.471.175.750.831.40balance

(2)完成了鋁灰基微孔凈水劑處理洗煤廢水懸浮物固體含量的實

驗，如圖1所示，當鋁灰基微孔凈水劑添加量為處理洗煤廢水的5‰，

洗煤廢水中固體懸浮物的吸附率為99.7%，即鋁灰基微孔凈水劑用量

為2kg/t可實現(xiàn)洗煤廢水良好處理。由圖2所示，微孔凈水劑在5‰

添加量時，固液分離效果最好。

圖1微孔凈水劑添加量對于洗煤廢水懸浮物固體吸附率的影響

圖2微孔凈水劑添加量對于洗煤廢水吸附能力圖示

同時鋁灰基微孔凈水劑處理廢水后，為保證洗煤工作的連續(xù)進行。

考察了5‰添加量條件下，10分鐘內(nèi)微孔凈水劑處理洗煤廢水的沉降

速度。由圖3所示，10分鐘內(nèi)，前3分鐘沉降速度最快，說明鋁灰

基凈水劑可以滿足洗煤廠洗煤的工作。

圖3微孔凈水劑添加量為5‰時洗煤廢水沉降速度

(3)完成了微孔凈水劑中各個指標分析方法的確定。分別考察了

GB/T6609.22《氧化鋁化學分析方法和物理性能測定方法取樣》；

GB5085.3《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別電感耦合等離子體發(fā)

射光譜法》；GB/T8005.4《鋁和鋁合金術(shù)語第4部分：回收鋁》；

GB/T11901《水質(zhì)懸浮物測量重量法》；GB/T15555.11《固體廢物

-氟化物的測定離子選擇性電極法》；YS/T575.17《鋁土礦石化學分

析方法第17部分:硫含量的測定》；YS/T1179.1《鋁灰、渣化學分析

方法第1部分：氟含量的測定》；YS/T1179.3《鋁灰、渣化學分析

方法第3部分：碳、氮含量的測定》；YS/T1179.5《鋁灰、渣化學

分析方法第5部分：氯含量的測定》。目前編制組已完成了鋁灰基微

孔凈水劑技術(shù)指標分析方法的確定，所測定實驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定性較好，誤

差均在要求范圍內(nèi)。

技術(shù)經(jīng)濟論證：

預(yù)期的經(jīng)濟效果：國內(nèi)目前還沒有發(fā)布相關(guān)的鋁灰基微孔凈水劑

的標準，本標準的制定，可補充完善產(chǎn)品標準體系，有助于實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)

聯(lián)通。本標準的推廣應(yīng)用可指導(dǎo)危險廢棄物鋁灰的資源化利用，減少

鋁灰堆存對環(huán)境的污染，避免鋁灰資源的浪費。初步估計，國內(nèi)采用

本標準可幫助潛在鏈接雙方建立合作關(guān)系，實現(xiàn)鋁灰制造廠家與聚合

氯化鋁生產(chǎn)廠家的密切聯(lián)系，資源環(huán)境效益顯著。

五、采用國際標準的程度及水平的簡要說明

本標準依據(jù)《中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會標準管理辦法（試行）》，遵循

《中華人民共和國標準化法》、《中華人民共和國標準化法實施條例》、

《團體標準管理規(guī)定（試行）》等國家法律法規(guī)相關(guān)規(guī)定進行編制，

按照GB/T1.1《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起

草規(guī)則》的規(guī)定起草。

本標準在起草編制過程中參考如下標準：

HG/T2691《沸石分子篩動態(tài)二氧化碳吸附的測定》

YST667.3《化學品氧化鋁化學分析方法.第3部分4A沸石中鎘、

鉻、釩含量的測定.電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》

YST667.4《化學品氧化鋁化學分析方法第4部分4A沸石中

砷、汞含量的測定氫化物發(fā)生-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》

YST869《4A沸石化學成分分析方法X射線熒光法》

QB/T1768《洗滌劑用4A沸石》

目前暫無鋁灰基微孔凈水劑產(chǎn)品指標相關(guān)標準，