铝冶金现状和发展方向

692 编辑：中冶有色技术网来源：路续

2024-03-08 11:57:14

摘要：经过几十年的发展，我国已成为铝冶金大国。随着社会的发展，铝需求增加，铝冶金面临着资源问题、能源问题和环境问题。解决铝资源的瓶颈问题、重视清洁生产、节能降耗、大力发展增值冶金有助于铝冶金的可持续发展。

关键词：铝冶金,现状,发展

一、我国铝冶金的现状

1、铝资源情况

铝冶金的原料主要是铝土矿。在全球范围内来看，相对于其他有色金属，铝土矿储量还是比较丰富的，但我国的铝土矿资源则相对贫乏。.进入21世纪，国民经济持续、快速增长，拉动了铝、铜、铅、锌等金属的需求，矿产资源的消耗逐年增大。我国铝土矿资源已不能满足快速增长的需求，对二次资源的回收利用迫在眉睫，对国外资源的依赖程度越来越大。同时，随着矿产资源的不断消耗，对低品位含铝矿石的处理显得愈发重要，多金属的综合回收也逐渐提上了日程。目前，已有学者对赤泥进行研究，以各种方式回收利用其中的碱、铁、铝等。

2、能源问题

我国氧化铝工业与国外氧化铝工业相比存在的主要差距是能耗高。能耗高的主要原因在于我国铝土矿资源以一水硬铝石型为主，二氧化硅含量高，铝硅比低，矿物结构复杂，硬度大，可磨性差，难溶。因此我国氧化铝生产除部分企业采用拜耳法外，大多仍采用传统的烧结法和独创的混联法。氧化铝耗能主要集中于五大工序，其能量消耗占氧化铝耗能总量的92%（见附图）。.

附图：氧化铝生产能耗分布.

为了降低氧化铝生产的能耗，氧化铝企业和各高校联合进行研究，在生产方法上进行改进，如石灰-拜耳法、选矿-拜耳法、富矿强化烧结法.的应用，在技术上全面开发和应用了一系列连续化、自动化、大型化和高效节能的先进技术装备，取得了显著的效果。目前用氧化铝生产原铝的主要方法是电解法。电解过程需要消耗大量的能量，约占整个铝生产的70.4%。我国电解铝产能多分布在北方，主要利用煤电进行生产，水能利用较少。电解铝生产技术己经成熟，具备了大型预焙槽技术的研发和制造能力，生产技术已达世界先进水平，在节能降耗方面也做出了很大的努力。。

3、环境问题

从铝的生产过程来看，铝冶金产生的废水、废气、废渣会给环境带来影响。氧化铝主要采用碱法生产，属湿法冶金过程，在生产过程中要消耗大量的新水，产生工业废水。因废水中含碱，须进行碱的回收处理，满足排放条件才能外排。目前，氧化铝生产企业都对生产过程中的用水加强管理，如减少新水的使用量，将流程中的排水引入循环站进行处理后循环利用，减轻了外排水对环境的污染。赤泥是氧化铝生产过程中产生的固体废物，是一种含碱较高（含Na2O2.0%～3.0%左右）的细粒级土料，其成分主要为Fe2O3、Al2O3、SiO2、CaO、Na2O等，并含有Sc、Nb、Ta、Ti、Zr、Th和U等稀有稀土元素。因含碱，赤泥直接排放会对水质、土壤造成污染，所以现在我国赤泥基本上是筑坝堆放，只有少量用于生产水泥等。目前，从资源的利用和环境保护的角度出发，已对赤泥的综合利用进行了研究。如用赤泥制作建筑材料、制造硅钙复合肥料、提取稀有稀土元素等。从广西平果铝氧化铝生产废弃物赤泥选出用于钢铁冶炼铁精矿的项目已通

过验收，这是世界上首次以磁选技术高温拜耳法赤泥选铁，可有效解决氧化铝生产数量巨大废弃物赤泥堆存问题及其造成的环保压力问题。铝电解产生的固体废渣主要为浮渣、废槽衬、残阳极及地面废料。浮渣是电解过程中发生阳极效应等现象时从电解槽中捞出的含有铝的槽渣，从浮渣中可以萃取铝或直接返回电解槽。废槽衬属危险废物，是铝厂造成环境污染的主要来源之一。fbdf08718e2f8b808030eac1a8c29bc3129aeb4ccb44791caf5d788f88a82e04废槽衬中炭制材料约占50%，具有较高的热值，氟化盐约占30%，主要是价值较高的氟化钠、冰晶石和少量氟化钙,其他物质主要是霞石、β-氧化铝，少量的碳化铝、氮化铝、铝铁合金和微量氰化物（约0.2%），其中氟化物、氰化物为有毒物质。在国外，废槽衬经火法无害化处理后，含有氟化钙的熔炼渣可用于钢铁工业生产铸铁的添加剂或用于生产水泥、耐火材料或用作筑路填土材料，回收的氟化盐可返回电解槽使用。我国废槽衬的处理处置方法主要有：填埋法、湿法处理技术、火

法处理技术。但以上技术在规模实施时均遇到了很大困难，无法做到使废槽衬完全无害化，不能满足我国铝工业可持续发展的要求。残阳极经破碎后回收用于制造新阳极，对于地面废料可送回电解槽，这些做法可以回收有价物料，但要防止P、Fe在电解过程中积累与铝的品级降低。废气的产生主要来自于电解铝的生产过程。对于预焙阳极电解槽，烟气主要成分为含HF、CO2、SO2、SiF4、CF4等气体和Al2O3粉尘、含氟粉尘及炭粒等，对于自焙阳极电解槽，烟气不仅含上述成分而且含沥青气和SO2等。

二、铝冶金可持续发展方向与

1、解决铝生产的资源瓶颈问题

铝矿产资源是不可再生的，一旦消耗殆尽，铝冶金工业将面临无米之炊。因此，铝矿产资源必须合理开发利用，以保证铝冶金工业的可持续发展。笔者认为可从如下几个方面着手：（1）对铝土矿资源进行合理规划，保护性开发，杜绝只采富矿摒弃低品位矿的做法，加大铝土矿资源的勘探和开发，提高铝土矿的储量。（2）对现有生产工艺进行研究，使之适于处理各种品位的铝土矿，提高金属的综合回收率。（3）研究从其它含铝矿物中提取铝的工艺方法，进一步研究微波加热、生物浸出技术等，使之实现工业化生产。（4）充分利用二次资源，加大再生铝的生产力度，提高资源利用率。（5）采取走出去的战略，收购、开发国外铝土矿资源，弥补国内资源的不足。

2、重视清洁生产，实行节能降耗

对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料和能源、淘汰有毒原材料并在全部排放物和废物离开生产过程以前减少它的数量和毒性,对产品而言，清洁生产指减少产品在整个生产周期过程（包括从原料提炼到产品的最终处置）中对人类和环境的影响。节能减排工作既是贯彻科学发展观的要求，也是企业生存发展的需要。日益激烈的国内外市场竞争，使得中国铝工业生产节能技术的进步显得更加重要。在氧化铝的生产中，我国已开发出一系列适合于处理我国中低品位一水硬铝石型铝土矿资源特点、处于国际领先水平的氧化铝生产工艺和技术，如选矿拜耳法、富矿强化烧结法、石灰拜耳法、低苛性比溶出等。这些方法的产业化可降低生产过程的能耗，节约资源。我国目前虽然已经取得了一些节能降耗的成效，但在拜耳法生产过程中还有潜力可挖，而烧结法、混联法生产氧化铝的节能降耗之路还很漫长，新的技术和设备还有待开发。.

3、大力发展增值冶金

所谓增值冶金指生产具有更高附加值的产品。铝冶金的主要产品是工业氧化铝、化学氧化铝、原铝等，具有高附加值的产品（如泡沫铝）少。发展增值冶金可从研究新的产品、引进国外先进的技术和装备进行生产、铝冶金企业与加工企业合作开发等方面入手。

三、结束语：综上所述，我國应该加大这技术的研究力度，尽快解决这些工艺存在的产业化技术难题，使我国的铝工业在国际市场上更有竞争力，同时彻底解决氧化铝工业中的污染难题，改变我国氧化铝工业的高能耗、高成本、高污染状况，真正实现我国铝工业的可持续健康发展。

参考文献：

［1］李旺兴.氧化铝生产理论与工艺［M］.长沙：中南大学出版社，2010.

［2］郑桂欣，赵继荣.铝生产中的节能与环保［J］.能源工程，2001，（2）：27-29.

［3］王祝堂.澳大利亚铝土矿与氧化铝开发概览［J］.世界有色金属，2009，（2）：82-83.

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