中國正面臨鋁土礦資源不斷貧化的挑戰(zhàn)

　　近日，在中國鋁業(yè)鄭州研究院召開的第32屆國際鋁土礦、氧化鋁和電解鋁工業(yè)學(xué)術(shù)年會上，中國鋁業(yè)總工程師李旺興對2014年上半年世界和中國氧化鋁產(chǎn)銷情況進(jìn)行了總結(jié)。2014年上半年，全球氧化鋁產(chǎn)量約為5246萬噸，消費(fèi)量為5119萬噸；中國氧化鋁產(chǎn)量為2490萬噸，消費(fèi)量為2634萬噸。世界氧化鋁總產(chǎn)能為14086萬噸，上半年產(chǎn)能利用率80%；中國氧化鋁總產(chǎn)能為6205萬噸，產(chǎn)能利用率80.3%?？傮w來說，中國2014年進(jìn)口鋁土礦比2013年大幅度減少；氧化鋁進(jìn)口量增加，2014年上半年進(jìn)口氧化鋁276萬噸，同比增加約67.3%

　　而東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院院長呂定雄在會議報(bào)告中稱，自民營企業(yè)進(jìn)入鋁工業(yè)以來，中國氧化鋁產(chǎn)量呈現(xiàn)逐年上升趨勢。近10年，中國氧化鋁的產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的比例由2004年的11%提高到2013年的42.5%；中國氧化鋁增加的產(chǎn)量在全球中的比重從27.60%增長到90%以上。全球近幾年每年新增的氧化鋁產(chǎn)量，基本上都是由中國貢獻(xiàn)的。中國氧化鋁的產(chǎn)量和消費(fèi)量已位居世界前列，我國已成為世界最大的氧化鋁生產(chǎn)和消費(fèi)國，在世界鋁工業(yè)生產(chǎn)格局中占據(jù)重要地位。

　　中國正面臨著鋁土礦資源不斷貧化的挑戰(zhàn)

　　雖然近年來中國氧化鋁的發(fā)展對國內(nèi)氧化鋁市場的需求提供了強(qiáng)有力的支撐，但我們依然存在著鋁土礦儲量不足、鋁土礦品位不斷降低、嚴(yán)格的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)增加了氧化鋁生產(chǎn)成本等嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問題。據(jù)李旺興介紹，依現(xiàn)有儲量，中國的鋁土礦服務(wù)年限只有15年。過去10年中，中國氧化鋁對外依存度超過50%。在2012年之前，中國80%的鋁土礦是從印尼進(jìn)口來的。但隨著印尼鋁土礦出口限制政策的實(shí)施，國內(nèi)部分氧化鋁廠鋁土礦供應(yīng)捉襟見肘，中國鋁土礦供應(yīng)形式變得更為嚴(yán)峻。為了保證氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，中國必須重點(diǎn)考慮除印尼以外的鋁土礦進(jìn)口來源，以及國內(nèi)包括高硅、高硫難處理鋁土礦和非鋁土礦資源的經(jīng)濟(jì)利用。不僅僅是中國，因在增加氧化鋁純度的流程中存在著成本高，原材料具有腐蝕性等多方面的問題，在學(xué)術(shù)年會上，世界各國的專家也都將目光聚焦于低品位鋁土礦處理、增加氧化鋁純度的問題上。

　　在高硅、高硫鋁土礦資源利用和氧化鋁雜質(zhì)問題處理上，李旺興介紹，我國供氧化鋁生產(chǎn)的鋁土礦品位不斷降低，且在開采過程中還會產(chǎn)出超過三分之一的更低品位的高硅鋁土礦。為了經(jīng)濟(jì)利用鋁土礦資源，采用浮選脫硅技術(shù)處理低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁勢在必行。中國已探明的高硫鋁土礦資源有3.5億噸，硫化物對氧化鋁的生產(chǎn)過程有很多危害，它腐蝕設(shè)備，增加堿耗，增加氧化鋁產(chǎn)品的鐵含量，降低氧化鋁品質(zhì)和產(chǎn)出量。為了經(jīng)濟(jì)利用高硫鋁土礦資源，中國已成功開發(fā)了高硫鋁土礦浮選脫硫技術(shù)，浮選精礦的產(chǎn)量高，降低硫含量，基本可以滿足氧化鋁生產(chǎn)的要求。

　　中國本國的鋁土礦資源以難磨、難溶，A/S≥5的一水硬鋁石型鋁土礦為主，經(jīng)濟(jì)高效地對其進(jìn)行處理一直是中國鋁行業(yè)面對的主要問題。由于中國一水硬鋁石型鋁土礦礦物組成的特殊性和復(fù)雜性以及鋁土礦資源的逐年貧化，導(dǎo)致近些年生產(chǎn)的氧化鋁產(chǎn)品中鉀、鋰雜質(zhì)含量明顯高于國外企業(yè)。氧化鋁中鉀鋰雜質(zhì)在電解過程中的富集導(dǎo)致了鋁電解過熱度增大，鋁電解生產(chǎn)不穩(wěn)定，鋁電解電耗升高和電流效率指標(biāo)下降。為了消除不利影響，中國現(xiàn)在正開展在鋁電解質(zhì)中提取鋰鹽的研究。

　　有機(jī)碳影響著氧化鋁產(chǎn)出率與氧化鋁質(zhì)量。在中國，已有30%以上的鋁土礦來自于地下開采，特別是新發(fā)現(xiàn)的鋁土礦資源幾乎都是煤鋁共生資源，這些鋁土礦有機(jī)碳含量比較高。不單純是中國現(xiàn)存鋁土礦，包括從澳大利亞進(jìn)口的鋁土礦有機(jī)碳含量也比較高。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，有機(jī)碳主要以草酸鹽或非草酸鹽形式存在，草酸鹽在分解過程中與氫氧化鋁共同析出，導(dǎo)致氧化鋁粒度細(xì)化，分離困難，嚴(yán)重影響氧化鋁產(chǎn)出率與氧化鋁質(zhì)量。因此，開發(fā)低成本的有機(jī)物高效脫除技術(shù)也成為了氧化鋁生產(chǎn)關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

　　加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研互動開發(fā)大型化、短流程、集約化氧化鋁技術(shù)

　　針對在中國氧化鋁市場現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展上所面臨的問題，近些年，我國在氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)和裝備上做出了一定的改進(jìn)。中國新建的氧化鋁企業(yè)全部采用蒸汽加熱替代熔鹽加熱的管道化高溫溶出技術(shù)，單系列氧化鋁年產(chǎn)能大幅度提高，由過去的20萬噸提高到了現(xiàn)在的100萬噸。因天然氣價格昂貴，為了降低氧化鋁焙燒成本，我國開發(fā)了新型流化床煤制氣技術(shù)與裝備，清潔低成本的煤制氣正在替代高成本的天然氣或者傳統(tǒng)高污染的固定床煤制氣生產(chǎn)技術(shù)。

　　據(jù)呂定雄介紹，近些年，中國在處理一水硬鋁石型鋁土礦特別是采用拜耳法處理中等品位鋁土礦技術(shù)上取得了明顯進(jìn)步。我國開發(fā)的一水硬鋁石型中等品位鋁土礦拜耳法高效生產(chǎn)技術(shù)是通過產(chǎn)學(xué)研合作集成開發(fā)的先進(jìn)技術(shù)，部分企業(yè)生產(chǎn)達(dá)到了“閉聲閉汽”，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)，一定程度上克服了處理一水硬鋁石型鋁土礦在成本方面的不足。除此之外，中國在低品位鋁土礦的選礦技術(shù)和中等品位鋁土礦的串聯(lián)法生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)創(chuàng)新等方面也取得了進(jìn)展。

　　與此同時，中國在氧化鋁核心技術(shù)裝備大型化上也有明顯的改觀。中國目前95%以上的氧化鋁廠采用拜耳法生產(chǎn)工藝，10年前，生產(chǎn)規(guī)模主要受核心技術(shù)溶出單元的規(guī)模限制，單線最大產(chǎn)能只有30萬~40萬噸，規(guī)模更小的氧化鋁廠單線產(chǎn)能只有5萬~20萬噸。到了2009年8月，我國成功投運(yùn)了拜耳法處理一水硬鋁石型鋁土礦第一條單組年產(chǎn)50萬噸氧化鋁的大型管道加停留罐溶出機(jī)組，取得了溶出高壓汽耗1.5t/t-AO的領(lǐng)先技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。

　　2011年5月，成功投運(yùn)了單組年產(chǎn)能70萬噸氧化鋁的溶出機(jī)組，同比傳統(tǒng)溶出技術(shù)節(jié)能效果達(dá)1.71GJ/t-AO，節(jié)約占地30%，減少勞動定員36%，降低投資35%。除此之外，近年來我國氧化鋁企業(yè)生產(chǎn)過程中綜合自動化和信息化管控技術(shù)的應(yīng)用大幅度減少了生產(chǎn)管理層級，將傳統(tǒng)的總廠、分廠、車間和工段多層生產(chǎn)調(diào)度管理模式優(yōu)化為廠一級的集中調(diào)度操控管理模式，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)行管理層級扁平化，為企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)化和工藝技術(shù)指標(biāo)優(yōu)化奠定了管控技術(shù)基礎(chǔ)。在未來發(fā)展中，氧化鋁核心技術(shù)裝備大型化需要產(chǎn)學(xué)研充分互動，積極探索、主動創(chuàng)新，將大型化、短流程、集約化技術(shù)貫穿于新建項(xiàng)目以及原有工廠升級改造中。

　　總之，在當(dāng)前氧化鋁行業(yè)市場低迷，國內(nèi)鋁土礦資源不斷貧化、品味不斷下降、對進(jìn)口鋁土礦依賴性強(qiáng)的情況下，氧化鋁企業(yè)正面臨資源、能源、成本和環(huán)境等諸多方面的挑戰(zhàn)。積極拓展鋁土礦來源，盡量減少進(jìn)口鋁土礦，采用國內(nèi)低品位的鋁土礦，用本國鋁土礦來發(fā)展氧化鋁是走出行業(yè)困境的關(guān)鍵要素。而這依賴于氧化鋁技術(shù)的進(jìn)一步突破、整體技術(shù)裝備水平的提高。這樣的突破和提高需要科研院所、企業(yè)中多領(lǐng)域的專家學(xué)者、技術(shù)工作者的協(xié)同努力，需要我們加強(qiáng)與其他國家在資源、能源、技術(shù)、環(huán)境等方面廣泛開展合作，以此來不斷提高氧化鋁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。