现代铝冶金的几个问题

264 编辑：中冶有色技术网来源：周明珠

2024-03-08 14:05:04

摘要：本文首先对我国铝冶金的发展历程进行阐述，针对目前我国现代铝冶金存在的问题，提出了有效的加强措施。

关键词：铝冶金,问题,有效措施

中图分类号： P618 文献标识码： A

引言

随着世界铝冶金技术的飞速发展，我国电解铝工业也已经由电解铝的纯进口国变为世界第一大产铝国。现代铝冶金技术的发展起源于19世纪80年代后期出现的霍尔一埃鲁特冰晶石氧化铝熔盐电解法，经过一百多年的发展这种方法虽然从原理上没有实质性改变，但是电解槽的结构、阳极形式、容量大小、过程控制等都取得了长足的进展。但由于我国铝冶金发展尤其在电解铝过程中实现了跨越式发展这一特点，大型槽技术在生产实用技术领域缺乏应有的技术积累和支撑，因此仍存在许多突出的技术问题有待冶金技术工作者进一步研究解决。

一、我国铝冶金的发展历程

中国铝工业的起步是在1949年新中国成立后，1954年我国第一座氧化铝厂(501厂)及电解铝厂(抚顺铝厂)相继建成投产，开创了我国铝冶金的新纪元,1956年第一家铝加工厂——东北轻合金加工厂(101厂)建成投产。到1958年，我国初步形成比较完备的铝工业体系，实现了中国铝工业从无到有的发展，我国自此才拥有了自己的铝冶金企业。58年以后相继建成了山东铝厂、郑州铝厂、贵州铝厂三大氧化铝生产基地，抚顺铝厂、包头铝厂、青铜峡铝厂等八大电解铝生产基地，以及东北轻合金、西南铝、甘肃陇西铝等铝加工生产基地。改革开放以后，中国铝工业紧跟世界先进技术发展潮流，从产业规模、关键技术装备、研发能力和产业竞争力等方面进行了全方位改进与调整，2001年组建中国铝业集团，实现了铝冶金行业的资产及生产技术整合，进入了铝冶金发展的新时期。中国于2002年跻身于全球铝产量第一的大国位置，为新世纪铝工业向世界强国跨越打下坚实的基础。在此期间，电解槽的发展也经历了由小型预焙阳极一侧部导电自焙阳极一上部导电自焙阳极一大型不连续预焙阳极及连续预焙阳极一中间下料预焙阳极的发展历程[1]。

二、目前我国现代铝冶金存在的问题

中国铝冶金经过建国以后60多年的发展，从勘探、采选、冶炼到加工，目前已发展成为上下游齐全、产业链完整的冶金工业体系，铝土矿的开采加工、氧化铝生产、电解铝生产、铝产品加工技术都具备了国际先进水平。尤其是自2002年以来，我国稳居世界第一产铝大国的位置，2010年原铝产量突破l500万吨。

但产能的增长带来原料的不足：2008年，中国铝一次资源对外依存度51．7％，2009年，在政策扶持的推动下，铝业生产迅速恢复，但对外依存度依然居高不下，达到43％,氧化铝生产经过上个世纪90年代的快速发展，在本世纪初又经过了重组、整合及对落后产能的淘汰，目前我国氧化铝的自给能力能达到70％以上。我国的铝土矿的特点是高铝、高硅、低铁及一水硬铝石型，A／S在47之间较多，A／S-g在10以上的优质铝土矿较少。矿物特点决定了我国的氧化铝生产存在山产工序复杂、达产率低、碱耗、汽耗、煤耗居高不下等问题，致使原铝成本高，企业赢利能力低下。

铝电解技术自上个世纪70年代末引进160KA中间下料预焙槽技术之后，使我国在现代铝冶金技术发展方面迈上了一个新的台阶，通过在工艺、材料、过程控制及配套技术等方面的研究工作，进入本世纪以来，相继开发成功了320、400、450KA的特大型电解槽技术，我国铝工业的技术进步令人注目。大容量电YcLJcQ6cgINPKg73Xs7Htw==解槽的开发，使我国铝电解技术總体上达到了国际先进水平，电解铝工业的面貌发生了根本的改变。但是由于开发时间短，发展速度快，我国大型铝电解槽在生产领域的深层次开发明显不足，致使实际运行过程中还存在很多问题：比如电流效率较低、吨铝电耗平均在13500Kwh以上、焙烧启动时间长、吨铝碳素消耗高于国际水平、阳极效应系数高、电解槽寿命达不到设计指标等。以上问题严重制约着我国铝电解工业的持续发展[1]。

三、加强我国铝冶金技术的有效措施

1、调整产业结构，使上下游铝冶金产业链产能配套

长期以来，铝冶金行业存在下游产能过剩而上游产能不足的状况，表现为铝加工能力大而原铝供应不足，电解铝生产能力大而氧化铝供应不足等状况。大多新建企业都以电解铝为主，而氧化铝靠外购或进口解决，使整个铝冶金产业链没有形成良性循环[2]。针对这种情况，国家应加大宏观调控力度，继续促进大型综合型企业集团的联合，以实现人力、技术、设备等资源共享，形成较合理的产业结构。

2、加快企业重组，淘汰落后产能，形成规模优势

目前，中铝集团是我国铝冶金行业最大的集团公司，在国内同行业具有明显的竞争优势。各地应以中铝为鉴，积极落实国家组建大型企业集团的有关政策jknIw7zNaFmKR7r6TcYnUw==，加快对5万吨以下(100KA)的小型铝冶金产能的淘汰步伐，使单位企业产能水平得以提高，增强企业的国际竞争力,虽然我国自2002年以来已成为世界最大的铝生产国，但在国际上具有竞争力的大型铝业集团只有中铝一家，其它的铝冶金企业都各自为政，生产能力分散，致使单位企业的产能水平远低于国际水平，从而抬高了原铝生产成本，使铝冶金在高能耗、高成本、高污染、低效益的恶性循环中运转。各地应针对性的出台相关政策，顺利实现对落后产能的淘汰计划，加快组建一批大型或跨国铝业集团，使铝冶金行业实现可持续发展。

3、提高产品附加值，加速我国由铝冶金大国向强国的转变进程

我国自2002年以来已成为世界最大的铝生产国，但产品种类少，成本高，附加值低，严重限制了铝冶金企业的进一步发展。纯铝具有优良的导电、导热、耐蚀、低密度、易于铸造和加工成型等特性，但是纯铝的莫氏硬度只有2．75，所以工业应用最多的是铸造铝合金和变形铝合金。铸造铝及铝合金是以铸造方法生产铝的铸件,变形铝及铝合金是以压力加工方法生产铝的加工产品：板、带、箔、管、棒、型、线和锻件，通过这些工业生产方法可以生产种类众多的终端产品。而我国目前市场上铝产品种类较少，应不断研发新品种，延长铝冶金产业链。各企业应加强技术开发力度，开发高附加值、多样化的铝冶金产品，实现我国由大国向强国的转变[3]。

4、通过校企科研合作、提升技术创新能力，实现节能降耗

我国虽然自2002年以来稳居世界铝产量第一的位置，但是产品的附加值不高，国际市场的竞争力不强。由于在铝冶金技术的研发过程中实现了跨越式的发展以及我国铝土矿资源的特点，使我国铝冶金企业在运行过程中存在很多问题。

4.1要通过企业技术创新，解决氧化铝生产中高能耗、高成本问题，运用烧成回转窑模糊逻辑控制、多管间接加热连续脱硅，管道化溶出、一水硬铝石双流法溶出、外流式自由降膜板式蒸发器、流态化悬浮或循环沸腾焙烧炉等技术取代本行业落后的焙烧回转窑，降低氧化铝生产成本，改善氧化铝质量，提高产能水平。

4.2通过铝冶金企业与碳素生产企业、相关高校的技术合作，寻找提高碳素阳极和阴极碳块使用寿命的技术途径，降低吨铝阳极碳素消耗，提高电解槽的使用寿命,通过改进操作工艺条件，缩短电解槽启动周期，降低阳极效应系数等途径节约电耗，稳定电解操作。

4.3通过技术开发降低电解槽无功能耗：预焙槽的导电部件及接触点多，导致无功能耗的欧姆压降很高，有的企业可达0．5～0．6，实际生产中阳极压降、阴极压降和母线压降是导致生产过程中电能消耗高的重要原因，要寻求降低无功能耗的有效途径，探究降低电解质实际分解电压和增大电解质电导率的有效操作制度及工艺条件，以降低电解槽工作电压，节约成本。

结束语

综上所述，我国铝冶金生产技术与国际先进水平仍然存在差距，如何从整体上提高我国铝冶金生产技术水平，达到大幅度的节能降耗、降低成本和进一步有效降低环境污染的目的，以实现我国由大国向强国的转变和铝工业的可持续发展，仍然是中国冶金工作者的努力方向。

参考文献

[1]马琼.浅谈我国铝冶金技术的发展方向[J].理论探索.1994(7):202+204

[2]刘平,马少健.我国铝冶金工业环境保护与资源综合利用的现状与发展[J].有色矿冶.2005(3):44-45+48

[3]柴峰.试论山西铝土资源综合开发及其利用[J].中国矿业.2003(8):40

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