《我国铝行业技术现状》由会员分享，可在线阅读，更多相关《我国铝行业技术现状（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我国铝行业技术现状一、国内外铝工业技术现状及进展趋势1、铝矿资源及氧化铝生产技术：世界铝土矿资源极其丰富，2022 年世界铝土矿探明储量 230 亿吨，根底储量为320 亿吨，资源量约为 550 亿-750 亿吨，90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的优质三水铝石矿，少量的低品位铝土矿可以通过简洁的洗矿工艺后获得高品位三水铝石矿，静态保证年限在 200 年以上。基于三水铝石铝土矿的良好溶出性能，国外氧化铝厂大局部承受拜耳法间接加热强化溶出技术生产氧化铝，流程简洁，生产能耗低。三水铝石型铝土矿通常承受低温溶出，对于三水铝石和一水软铝石混合型铝土矿则主要承受间接加热的强化溶出技术，管道化溶
2、出是强化溶出的进展方向。国外冶金级氧化铝产品质量较高，绝大局部是砂状氧化铝，砂状氧化铝生产技术以法铝一段法、美铝和瑞铝的二段法为代表。氧化铝焙烧大局部承受流态化焙烧技术。母液蒸发承受降膜蒸发技术。近年来，国外氧化铝生产企业在设备的大型化和高效化方面进展很大，且在各个生产工序使用添加剂，以强化生产力量。高效沉降槽、立式叶滤机、平盘过滤机、悬浮焙烧炉、降膜蒸发器、流态化燃烧锅炉等先进高效设备的承受，取得了格外显著提产和节能降耗效果。2022 年，美国和澳大利亚政府、美铝、加铝等四大主要跨国铝业公司以及学术团体和工业协会共同制订了将来 20 年到 2022 年氧化铝技术的进展规划。列出了2022 年
3、氧化铝工业战略目标包括：能量效率、安全、环境绩效、可持续性进展、产品的质量和性能满足客户期望等方面，提出了 6 个主要争辩方向和 12 项优先研发需求。6 个主要争辩方向是：1、拜耳法工艺化学和可替代工艺；2、资源利用；3、能量效率；4、工序和学问治理；5、残渣处理和再利用；6、人员安全。12 项优先研发需求是：1、提高分解率的方法；2、铝土矿残渣的有效处理；3、一水铝石型铝土矿的形态转化；4、铝土矿或其他含铝原料的直接复原；5、全自动或改善把握策略； 6、铝土矿选矿和去除杂质；7、从拜耳法溶液中去除杂质；8、工艺治理和最正确操作标准；9、大幅度降低碱耗；10、结疤的预防和处理；11、氧化铝厂
4、“三废”处理；12、余热利用。我国铝土矿与国外相比，经济可利用的根底储藏量少，推断的资源量多，探明的资源量少；贫矿多，富矿少，尤为突出的是矿石质量的差异。国外90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的三水软铝石。我国除占矿石储量的1.54%为三水软铝石之外，其余全部都是高铝、高硅、低铁、难溶的一水硬铝石。除广西铝土矿铝硅比在 10 以上，其他地区矿石铝硅比都比较低，铝硅比大于 10 的仅占 3.9%，铝硅比在7-10 之间的在 26.1%，铝硅比在 4-7 之间的占 59.5%，铝硅比在 4 以下的占 7.5%，平均铝硅比为 5.56，属于中低品位矿*1。到 2022 年 6 月底，公司拥
5、有铝土矿资源 4.75 亿吨，其中采矿权 3.32 亿吨，探矿权 1.43 亿吨，此外，还有联办矿 25 个以上，把握储量 4822 万吨。我国氧化铝持续快速进展，近几年来我国氧化铝产量见表 1。优质铝土矿资源的消耗量大幅增加，国内资源保障程度明显下降，资源保障程度已成为影响我国氧化铝工业可持续进展的主要问题。依据生产 1 吨铝土矿需要 1.5 吨储量，生产 1 吨氧化铝需要 2 吨铝土矿，以 2022 年产量计算，现有已探明经济可供储量静态保证年限约 32.9 年，依据 2022 年氧化铝产量 1400 万吨、需要矿石 2800 万吨计算，静态保证年限约20 年。铝土矿资源的持续稳定供给和保
6、障以及可经济利用的高品位铝土矿资源受到严峻挑战，优质铝土矿资源的短缺问题将长期存在。2022 年产量万吨4742022 年5412022 年6132022 年7042022 年851表 1 我国氧化铝产量由于我国铝土矿资源缺乏，为确保我国氧化铝工业的可持续进展，开发和综合利用可替代资源生产氧化铝技术也具有重要意义。这些可替代资源主要包括：每年排放总量超过 1.0 亿吨的粉煤灰、我国广西贵港、横县、宾阳等地储量数亿吨的高铁低铝型三水铝石矿以及其它在我国疆、河南、四川等地较丰富的明矾石、霞石、红柱石等含铝资源。由于我国铝土矿资源中 80以上为铝硅比 48 的中低品位一水硬铝石型矿石， 处理这种资源
7、成功的关键在于通过选矿方法提高铝土矿的铝硅比，然后承受经济的拜耳法工艺生产氧化铝。针对中低品位铝土矿，我国领先开发了铝土矿正浮选和反浮选脱硅技术、工艺， 水平到达国际领先，成功解决了我国低品位铝土矿的选矿技术难题，抢占了世界中低品位铝土矿选矿技术的制高点。在中州建立了 “铝土矿选矿拜耳法生产氧化铝” 示范工程。正对品位格外低的铝土矿生物冶金技术仍旧处于探究性争辩阶段，初步筛选出具有高效脱硅、除铁、脱硫效果的一系列功能微生物菌种。近十年来，特别是“十五”期间，我国氧化铝工业的技术和装备水平取得了显著进步，氧化铝生产主要工序通过引进、消化吸取和再创实现了设备大型化、国产化和把握自动化。拜耳法间接加
8、热强化溶出技术和氧化铝的流态化焙烧技术已在生产中得到了广泛的应用；针对我国中低品位铝土矿开发出了选矿-拜耳法生产氧化铝技术和石灰拜耳法生产氧化铝技术，并实现了产业化，为我国中低品位铝土矿直接承受拜耳法生产供给了通道；已开发出砂状氧化铝生产技术，使我国氧化铝产品质量不断提高；赤泥的分别和洗涤系统分别引进了42466m大型沉降槽和1220m深锥沉降槽，大大提高了赤泥的分别和洗涤效率；叶滤系统拥有世界先进水平的大型立式叶滤机；4500m3的大型机械搅拌平底分解槽已在分解系统中使用；多效降膜蒸发技术的应用降低了母液蒸发的汽耗，拜耳法生产系统的技术水平得到了进一步提高。近年开发的生料浆自动配料技术、富矿
9、强化烧结法和连续碳分生产砂状氧化铝等技术以及熟料窑自动看火技术的推广，使烧结法生产的工艺技术水平又上了一个台阶。由于生产工艺的进步和装备水平的提高，中国铝业公司氧化铝生产的各项技术经济 指 标逐 渐 改 善， 综 合 能耗 从 2022 年 的 35.43GJ/t-Al O 下降 到 2022 年 的2 328.83GJ/t-Al O ，具体状况见图1，下降幅度为18.7%。碱耗已降低到73.78kg/t-Al O ，2 32 3氧化铝总回收率到达88.29%。40O3lA235.433534.49t32.4733.55G耗能合综30.093028.8325202220222022202220
10、222022年份图120222022年中国铝业公司氧化铝综合能耗变化2、电解铝生产技术：目前，国外电解槽型向大型化进展的同时，自焙槽生产仍有一席之地；180KA 以上容量预焙阳极电解槽成为世界铝电解工业的主导槽型，500KA 级预焙槽已用于工业生产。承受的物理场数学模型准确有效，电解槽构造设计合理。把握技术的进展使电解槽智能化程度不断提高。电解质组成的不断优化，降低了电解质电压降、提高了电流效率。阴极材料在逐步承受高石墨质、石墨化阴极和 TiB 可潮湿阴极的同时,开发2应用了抗熔体渗透的槽衬耐火材料。炭素阳极材料质量的提高，使电解净炭耗接近400kg/t-Al；开槽阳极的承受，降低了阴阳极之间
11、电压降。对铝电解产生的废渣、废槽衬等废物料实行有价成分的再生回收并循环利用，或对其作无害化处理，减轻了铝电解工业废物对环境的污染；效应系数向零目标进展，削减了 PFC 排放量。国际上最先进的技术指标电流效率可达 96，直流电耗略低于 13000kwh/t-Al， 槽寿命到达 2500 天左右。美国铝电解工业总排氟量到达 0.7kg/t-Al 水平。世界原铝工业平均能耗约 15000kwh/t-Al。惰性阳极、导流式型构造电解槽等工艺、技术、材料、设备正在进展工业试验；对于可望替代霍尔埃鲁特电解法的一些炼铝工艺方法，如炭热复原法、氯化铝双极多室电解法等长远课题还在连续进展争辩。“十五” 期间，我
12、国电解铝工业在调整中进展。2022 年，160kA 以上预焙槽产能已达 81.4%；自焙槽产能仅占 0.5%，标志着自焙电解槽已根本被淘汰。160240kA 级预焙槽已成为国内铝电解的主导槽型。280350kA 级预焙槽技术已实现产业化。我国大型铝电解槽技术在引进消化创提高的根底上，成功的研制出具有我国自主学问产权的产业化技术，并已出口国外。到 2022 年底，我国电解铝厂的电流效率达 93%以上的有 42 家。全国铝锭综合沟通电单耗从 2022 年的 15480kwh/t，下降到 14622kwh/t，降低了约 6%，已接近国际原铝协会制定的 2022 年世界原铝的节能目标 14600 kW
13、h/t。作为中国铝工业的旗舰，中铝公司近年来开展了以提高槽寿命、铝电解节能降耗关键技术、电流强化技术为中心的科技攻关；开发了的把握技术、电解槽物理场模型和计算方法的优化技术；进展了槽构造优化与槽衬材料的合理使用的争辩。在前瞻性技术如惰性阳极、型构造槽等技术工艺材料方面深入开展了争辩工作。至2022 年底，全公司平均电流效率 93.03%，铝锭综合沟通电消耗 14700 kwh/t-Al，槽寿命 15001800 天。3、其他相关技术：我国在铝土矿资源的找矿、勘探、采矿、特别是适合我国铝土矿资源特点的选矿技术等得到长足进展；在铝用炭素制造、化学品氧化铝、铝合金熔铸、废铝回收和各项环保技术等正在缩
14、小与世界先进水平的差距；在非铝土矿资源利用、生物冶金、过程仿真等技术的争辩根本与世界同步。二、中国铝工业进展存在的问题和差距1、资源状况我国铝土矿资源与国外相比存在的差距主要有：（1） 资源保证程度低。截止到2022 年底，全国铝土矿资源量 28.41 亿吨，不到世界总储量的 5%，而且可采资源比例较低，如河南铝土矿可采资源量仅为 30%，广西可采量约 65%。我国氧化铝工业已面临着供矿品位渐渐下降所引起的消耗增加和生产本钱上升的严峻形势。（2） 资源品质差。我国铝土矿属于一水硬铝石型铝土矿，并且 80%以上是中低品位，仅平果铝土矿铝硅比在 10 以上，其他地区矿石铝硅比都比较低，平均铝硅比为
15、 5.56。表 2 为我国可利用铝土矿资源的品位构成状况，图 2 为我国主要省份的铝土矿资源储量。铝土矿品位A/S10710474百分含量%3.926.159.57.5表 2 我国可利用铝土矿铝资源品位构成12.0 吨亿 量储/源资9.899.08.076.036.04.103.00.320.0山西省广西省河南省贵州省山东省图 1 2022 年全国主要省份铝土矿资源量2、氧化铝生产能耗中国铝业 6 个分公司 20222022 年氧化铝综合能耗的指标见表 3。从表观上看， 中国铝业公司氧化铝生产的综合能耗明显高于国外氧化铝厂的综合能耗指标，其缘由是中国铝业公司的氧化铝生产方法为拜耳法、烧结法和联合法三法共存造成的。实际上中国铝业公司承受间接加热溶出技术的拜耳法厂，如承受纯拜耳法生产工艺的广西分公司，其综合能耗指标已到达同类型氧化铝企业的国际领先水平。但联合法生产氧化铝的能耗仍旧较高，还有节能的潜力。可是随着铝土矿供矿品位的逐年降低，节能的难度越来越大，节能潜力越来越小。生产企业综合能耗GJ/t-Al O 2 3表
