我國(guó)鋁冶煉技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

1、.：.；我國(guó)鋁冶煉技術(shù)現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì)摘 要：全面回想了我國(guó)鋁冶煉技術(shù)的開(kāi)展現(xiàn)狀，在分析了國(guó)內(nèi)鋁冶煉技術(shù)存在缺乏的根底上，指出了我國(guó)鋁冶煉技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：鋁冶煉；技術(shù)現(xiàn)狀；開(kāi)展趨勢(shì)我國(guó)的鋁冶煉工業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的開(kāi)展，獲得了前所未有的成果，2000年氧化鋁產(chǎn)量達(dá)429萬(wàn)t，鋁錠283萬(wàn)t，我國(guó)已成為世界鋁消費(fèi)和消費(fèi)的大國(guó)。這一成果的獲得，與科技的奉獻(xiàn)是不可分的?，F(xiàn)就我國(guó)氧化鋁和電解鋁方面所獲得的成果作一回想，并就我國(guó)氧化鋁消費(fèi)技術(shù)的開(kāi)展趨勢(shì)作一分析。1 氧化鋁消費(fèi)技術(shù)我國(guó)鋁土礦資源絕大多數(shù)為一水硬鋁石，高鋁、高硅、低硫、低鐵、中低鋁硅比，Al2O3，含量普通在40-75，SiO2含量普通在4

2、-18，鋁硅比小于4的占7. 42，47的占59.53，710的占26.08，大于10的僅占6.97。 由于我國(guó)鋁土礦資源的這一顯著特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)氧化鋁消費(fèi)大多采用混聯(lián)法，此外，還有拜耳法和燒結(jié)法。1.1 氧化鋁消費(fèi)所獲得的主要技術(shù)成就(1)礦石均化和多碎少磨技術(shù)，包括礦山塊礦石及進(jìn)廠碎礦石均化， 多碎少磨提高了磨礦效率，降低了磨礦本錢(qián)；(2)燒結(jié)法熟料燒成強(qiáng)化技術(shù)，包括高檔次鋁土礦強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)、 鋁土礦浮選精礦強(qiáng)化燒結(jié)技術(shù)、生料漿配料、非飽和配方、石灰配料和高濃度碳酸化分解，生料加煤排硫、窯體改造及操作改良、單槍喂料；(3)燒結(jié)法熟料溶出技術(shù)，包括低苛性分子比溶出、高碳酸鈉濃度二段磨溶出、低碳酸

3、鈉濃度一段磨溶出；(4)粗液脫硅技術(shù)，包括高壓釜間接加熱延續(xù)脫硅、管道化間接加熱延續(xù)脫硅、深度脫硅；(5)拜耳法強(qiáng)化溶出技術(shù)，包括管道化溶出、單管預(yù)熱一高壓釜溶出、 管道一停留罐溶出、混聯(lián)法中的拜耳法不平衡溶出、新型高壓隔膜泵；(6)一水硬鋁石選礦一拜耳法消費(fèi)氧化鋁技術(shù)， 該技術(shù)將選礦技術(shù)和拜耳法有機(jī)結(jié)合，有效地利用了我國(guó)大量的中低檔次鋁土礦，降低了氧化鋁的消費(fèi)本錢(qián)；(7)赤泥分別技術(shù)，包括絮凝沉降分別、 42m 6m 大型鋼索扭矩沉降槽、 100m2輥?zhàn)有读险婵辙D(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)、385m2單筒凱利葉濾機(jī)；(8)分解技術(shù)，包括延續(xù)碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2 立盤(pán)過(guò)濾機(jī)、51

4、m2程度盤(pán)式過(guò)濾機(jī)、270m2大型板式換熱器、27m2程度帶式真空過(guò)濾機(jī)；(9)氧化鋁閃速焙燒技術(shù)，包括美國(guó)閃速焙燒爐、丹麥氣體懸浮熄滅爐；(10)蒸發(fā)技術(shù)，包括降膜蒸發(fā)器，高效閃蒸器等。此外，在多種類(lèi)氧化鋁消費(fèi)，赤泥綜合利用、鎵回收、儀表及消費(fèi)過(guò)程自動(dòng)控制等方面也獲得了很大的成果。1.2 存在的主要問(wèn)題(1)原料質(zhì)量差、鋁土礦AS低我國(guó)鋁土礦資源與國(guó)外三水鋁石和一水軟鋁石相比，原料質(zhì)量差，鋁土礦AS 低，需求高溫高壓溶出，這給氧化鋁消費(fèi)帶來(lái)了困難。(2)能耗高由于混聯(lián)法既有完好的拜耳法系統(tǒng)，又有完好的燒結(jié)法系統(tǒng)，流程異常復(fù)雜。接踵而來(lái)的是能耗很高，就是處置鋁硅比約為10的優(yōu)質(zhì)礦石，能耗仍高達(dá)

5、 38GJt 氧化鋁，是國(guó)外普通拜耳法的3倍多。很顯然，隨著礦石檔次下降， 經(jīng)濟(jì)的拜耳法比例減少，昂貴的燒結(jié)法比例添加，能耗還要添加。(3)產(chǎn)質(zhì)量量不高，多為中間狀氧化鋁目前國(guó)內(nèi)冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品多為中間狀氧化鋁，產(chǎn)品粒度較細(xì)，產(chǎn)品的磨損指數(shù)較大，要很好滿(mǎn)足現(xiàn)代電解鋁工業(yè)大型預(yù)焙槽的要求，還要加快砂狀氧化鋁的開(kāi)發(fā)。(4)產(chǎn)品構(gòu)造不合理目前我國(guó)氧化鋁廠多以消費(fèi)冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品為主，產(chǎn)量達(dá)406萬(wàn)t，而非冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品的年產(chǎn)量23萬(wàn)t左右，與市場(chǎng)需求相比差距很遠(yuǎn)。(5)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化程度需求進(jìn)一步提高這幾年，鋁行業(yè)開(kāi)發(fā)了不少先進(jìn)技術(shù)，但是推行運(yùn)用的程度還不夠，今后要進(jìn)一步在工程立項(xiàng)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的各

6、個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)與消費(fèi)的結(jié)合，提高技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化率。1.3 氧化鋁冶煉技術(shù)的開(kāi)展方向(1)加速鋁土礦選礦工藝的產(chǎn)業(yè)化步伐鋁土礦選礦工藝研討經(jīng)過(guò)“九五科技攻關(guān)，曾經(jīng)完成了工業(yè)實(shí)驗(yàn)，構(gòu)成了一套完好的工藝道路，“十五期間要加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，并開(kāi)展鋁土礦的反浮選技術(shù)研討。(2)強(qiáng)化和革新現(xiàn)有消費(fèi)方法溶出是拜耳法的關(guān)鍵工序。我國(guó)如今曾經(jīng)有了3種強(qiáng)化溶出技術(shù)：a、長(zhǎng)城鋁業(yè)公司引進(jìn)的德國(guó)管道化溶出；b、山西鋁廠引進(jìn)的法國(guó)單管預(yù)熱一高壓釜溶出；c、我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的管道一停留罐溶出。應(yīng)該在總結(jié)消費(fèi)實(shí)踐效果的根底上，盡快推行運(yùn)用。強(qiáng)化熟料燒結(jié)過(guò)程，如降低燒成溫度，改動(dòng)供料方式，改良窯體構(gòu)造等，其次是提高溶液濃度，強(qiáng)化

7、濕法各工序。采用各種添加劑，例如沉降絮凝劑、過(guò)濾助濾劑、分解添加劑、溶出添加劑等，可以顯著強(qiáng)化消費(fèi)過(guò)程，而且很容易被工業(yè)上采用。種子攪拌分解是氧化鋁消費(fèi)中儲(chǔ)存液量最多，時(shí)間最長(zhǎng)的工序，它的強(qiáng)化必將顯著提高工廠的消費(fèi)才干。(3)加快砂狀氧化鋁消費(fèi)技術(shù)的攻關(guān)，提高我國(guó)氧化鋁產(chǎn)質(zhì)量量我國(guó)氧化鋁工業(yè)由于以一水硬鋁石型鋁土礦為主要消費(fèi)原料，致使種分和碳分分解原液的氧化鋁濃度高、苛性比值也較高，消費(fèi)砂狀氧化鋁的技術(shù)難度較大?！?十五期間要重點(diǎn)處理鋁酸鈉溶液分解過(guò)程粒子成核控制技術(shù)、鋁酸鈉溶液分解過(guò)程產(chǎn)品粒度控制技術(shù)、鋁酸鈉溶液分解過(guò)程產(chǎn)品強(qiáng)度控制技術(shù)和添加劑強(qiáng)化分解技術(shù)等。經(jīng)過(guò)科技攻關(guān)，構(gòu)成一套適宜我國(guó)砂

8、狀氧化鋁消費(fèi)技術(shù)。(4)加快氧化鋁技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化加快石灰拜耳法、雙流法新技術(shù)、間接加熱延續(xù)脫硅、高效沉降槽、降膜蒸發(fā)技術(shù)等技術(shù)在氧化鋁消費(fèi)過(guò)程中的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)用，進(jìn)一步降低消費(fèi)能耗和消費(fèi)本錢(qián)。2 電解鋁消費(fèi)技術(shù)目前鋁全部采用熔鹽電解方法消費(fèi)，其消費(fèi)設(shè)備從較早的單一側(cè)插自焙槽，開(kāi)展到擁有側(cè)插自焙、上插自焙、預(yù)焙槽等各種槽型。我國(guó)已完成了180kA、280kA和320kA的現(xiàn)代化預(yù)焙槽的工業(yè)實(shí)驗(yàn)和產(chǎn)業(yè)化。 以節(jié)能增產(chǎn)和環(huán)保達(dá)標(biāo)為中心的技術(shù)改良與改造，促進(jìn)自焙槽消費(fèi)技術(shù)向預(yù)焙槽轉(zhuǎn)化，獲得了宏大勝利。我國(guó)曾經(jīng)成為大型預(yù)焙槽開(kāi)發(fā)的先進(jìn)國(guó)家。2.1 電解鋁所獲得的主要技術(shù)成果(1)大型預(yù)焙槽的開(kāi)發(fā)1992年

9、完成180kA預(yù)焙槽工業(yè)實(shí)驗(yàn)，電流效率到達(dá) 93 ， 鋁直流電耗達(dá) 13 800kWht左右，消費(fèi)工藝技術(shù)條件與160kA槽根本一樣。1996年完成了280kA預(yù)焙槽工業(yè)實(shí)驗(yàn)， 這一技術(shù)已勝利地運(yùn)用于焦作萬(wàn)方鋁業(yè)集團(tuán)公司。目前電流效率到達(dá)93以上，鋁直流電耗達(dá)13 400kWh/t左右， 消費(fèi)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2000年完成了320kA大型預(yù)焙槽工業(yè)實(shí)驗(yàn)，電流效率達(dá)94.92，平均鋁直流電耗13192kWht，到達(dá)了法國(guó)鋁業(yè)公司開(kāi)發(fā)的AP30大型電解槽的技術(shù)目的， 最近已和印度一家公司簽定了技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同，實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的輸出。(2)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)目前我國(guó)主要電解鋁廠均采用了計(jì)算機(jī)控制。自順應(yīng)控制技術(shù)、模糊

10、控制技術(shù)和智能模糊控制技術(shù)的開(kāi)發(fā)運(yùn)用使噸鋁節(jié)電在100kWh左右。(3)采用添加劑電解質(zhì)中添加氟化鎂、氟化鋁和鋰鹽等物質(zhì)可以改善電解質(zhì)的某些物化性能，從而提高電解過(guò)程中電流效率(約2左右)。降低電解本錢(qián)。 在電解質(zhì)中參與添加劑目前已被廣泛運(yùn)用。(4)電解槽構(gòu)造的改良電解槽構(gòu)造的改良已先后完成了槽殼構(gòu)造的改良、槽底保溫構(gòu)造的改良、陰極構(gòu)造及資料的改良、，陽(yáng)極系統(tǒng)的改良和點(diǎn)下料系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用。此外，在電解工藝制度和煙氣凈化方面也獲得了顯著成果。2.2 存在的技術(shù)問(wèn)題(1)整體機(jī)械化配備程度尚待提高雖然我國(guó)在鋁電解消費(fèi)實(shí)際中研討開(kāi)發(fā)了一系列公用設(shè)備，如多功能結(jié)合機(jī)組、地爬打殼機(jī)、筒式下料器等，但與

11、國(guó)際先進(jìn)程度相比，機(jī)械化配備程度尚需進(jìn)一步提高，主要表如今：a、國(guó)產(chǎn)多功能結(jié)合機(jī)組缺點(diǎn)頻繁，制造質(zhì)量還不高， 關(guān)鍵部件需求進(jìn)一步開(kāi)發(fā)，如扭拔機(jī)構(gòu)，空壓系統(tǒng)及電氣控制部分。b、相配套的供料系統(tǒng)和槽上部下料系統(tǒng)跑、冒、漏景象嚴(yán)重， 多功能機(jī)組受料問(wèn)題需改良提高；對(duì)閘刀式下料和插板式下料安裝應(yīng)改呵斥點(diǎn)式下料。c、與工藝操作相配套的設(shè)備需研討開(kāi)發(fā)，如出鋁及清理抬包的機(jī)械化， 與電子計(jì)算機(jī)控制相順應(yīng)的打殼下料電磁閥的質(zhì)量及任務(wù)性能提高等。d、保證大型預(yù)焙鋁電解槽消費(fèi)用的緊縮空氣水分較大， 這是目前全國(guó)各大鋁廠普遍存在的問(wèn)題，雖然設(shè)有氣水分別器，但效果不理想，極易損壞各種電磁閥，呵斥一系列設(shè)備缺點(diǎn)而影響消

12、費(fèi)。e、與鋁電解工藝操作相配套的其它設(shè)備需開(kāi)發(fā)，如陽(yáng)極改換設(shè)備， 要求不僅能準(zhǔn)確地裝配和安裝，而且在改換時(shí)能處置殘極周?chē)慕Y(jié)殼及掉入槽中的電解質(zhì)塊，現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生清理設(shè)備及電解槽一系列技術(shù)測(cè)試設(shè)備等。(2)鋁電解槽壽命短如今國(guó)際上的大型預(yù)焙鋁電解壽命在7年以上，有的已達(dá)10年， 而我國(guó)鋁電解槽平均壽命僅4年左右。雖然經(jīng)過(guò)幾年的消費(fèi)實(shí)際，采取了一系列技術(shù)措施， 根本抑制了電解槽早期破損問(wèn)題，但槽壽命仍與世界先進(jìn)程度差距較大。(3)自動(dòng)控制程度尚待進(jìn)一步提高雖然我國(guó)大部分鋁電解廠采用了電解槽槽控技術(shù)，但整體的自動(dòng)控制程度依然不高，與國(guó)外相比差距較大，主要表如今控制電解槽消費(fèi)過(guò)程的信息取樣不完好，電解槽專(zhuān)家系統(tǒng)不完備，與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相配套的設(shè)備缺點(diǎn)較多以及綜合的動(dòng)態(tài)研討不充分等。2.3 鋁電解技術(shù)的開(kāi)展方向(1)完善大型預(yù)焙槽技術(shù)在