中國正面臨鋁土礦資源不斷貧化的挑戰

　　近日，在中國鋁業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學術年會上，中國鋁業總工程師李旺興對2014年上半年世界和中國氧化鋁產銷情況進行了總結。2014年上半年，全球氧化鋁產量約為5246萬噸，消費量為5119萬噸；中國氧化鋁產量為2490萬噸，消費量為2634萬噸。世界氧化鋁總產能為14086萬噸，上半年產能利用率80%；中國氧化鋁總產能為6205萬噸，產能利用率80.3%。總體來說，中國2014年進口鋁土礦比2013年大幅度減少；氧化鋁進口量增加，2014年上半年進口氧化鋁276萬噸，同比增加約67.3%

　　而東北大學設計研究院院長呂定雄在會議報告中稱，自民營企業進入鋁工業以來，中國氧化鋁產量呈現逐年上升趨勢。近10年，中國氧化鋁的產量占全球產量的比例由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量，基本上都是由中國貢獻的。中國氧化鋁的產量和消費量已位居世界前列，我國已成為世界最大的氧化鋁生產和消費國，在世界鋁工業生產格局中占據重要地位。

　　中國正面臨著鋁土礦資源不斷貧化的挑戰

　　雖然近年來中國氧化鋁的發展對國內氧化鋁市場的需求提供了強有力的支撐，但我們依然存在著鋁土礦儲量不足、鋁土礦品位不斷降低、嚴格的大氣污染物排放標準增加了氧化鋁生產成本等嚴峻的現實問題。據李旺興介紹，依現有儲量，中國的鋁土礦服務年限只有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口來的。但隨著印尼鋁土礦出口限制政策的實施，國內部分氧化鋁廠鋁土礦供應捉襟見肘，中國鋁土礦供應形式變得更為嚴峻。為了保證氧化鋁工業的可持續發展，中國必須重點考慮除印尼以外的鋁土礦進口來源，以及國內包括高硅、高硫難處理鋁土礦和非鋁土礦資源的經濟利用。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，在學術年會上，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問題處理上，李旺興介紹，我國供氧化鋁生產的鋁土礦品位不斷降低，且在開采過程中還會產出超過三分之一的更低品位的高硅鋁土礦。為了經濟利用鋁土礦資源，采用浮選脫硅技術處理低品位鋁土礦生產氧化鋁勢在必行。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過程有很多危害，它腐蝕設備，增加堿耗，增加氧化鋁產品的鐵含量，降低氧化鋁品質和產出量。為了經濟利用高硫鋁土礦資源，中國已成功開發了高硫鋁土礦浮選脫硫技術，浮選精礦的產量高，降低硫含量，基本可以滿足氧化鋁生產的要求。

　　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，經濟高效地對其進行處理一直是中國鋁行業面對的主要問題。由于中國一水硬鋁石型鋁土礦礦物組成的特殊性和復雜性以及鋁土礦資源的逐年貧化，導致近些年生產的氧化鋁產品中鉀、鋰雜質含量明顯高于國外企業。氧化鋁中鉀鋰雜質在電解過程中的富集導致了鋁電解過熱度增大，鋁電解生產不穩定，鋁電解電耗升高和電流效率指標下降。為了消除不利影響，中國現在正開展在鋁電解質中提取鋰鹽的研究。

　　有機碳影響著氧化鋁產出率與氧化鋁質量。在中國，已有30%以上的鋁土礦來自于地下開采，特別是新發現的鋁土礦資源幾乎都是煤鋁共生資源，這些鋁土礦有機碳含量比較高。不單純是中國現存鋁土礦，包括從澳大利亞進口的鋁土礦有機碳含量也比較高。在氧化鋁生產過程中，有機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，導致氧化鋁粒度細化，分離困難，嚴重影響氧化鋁產出率與氧化鋁質量。因此，開發低成本的有機物高效脫除技術也成為了氧化鋁生產關注的焦點問題。

　　加強產學研互動開發大型化、短流程、集約化氧化鋁技術

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

　　據呂定雄介紹，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上取得了明顯進步。我國開發的一水硬鋁石型中等品位鋁土礦拜耳法高效生產技術是通過產學研合作集成開發的先進技術，部分企業生產達到了“閉聲閉汽”，實現了經濟生產，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和中等品位鋁土礦的串聯法生產氧化鋁技術創新等方面也取得了進展。

　　與此同時，中國在氧化鋁核心技術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工藝，10年前，生產規模主要受核心技術溶出單元的規模限制，單線最大產能只有30萬~40萬噸，規模更小的氧化鋁廠單線產能只有5萬~20萬噸。到了2009年8月，我國成功投運了拜耳法處理一水硬鋁石型鋁土礦第一條單組年產50萬噸氧化鋁的大型管道加停留罐溶出機組，取得了溶出高壓汽耗1.5t/t-AO的領先技術經濟指標。

　　2011年5月，成功投運了單組年產能70萬噸氧化鋁的溶出機組，同比傳統溶出技術節能效果達1.71GJ/t-AO，節約占地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生產過程中綜合自動化和信息化管控技術的應用大幅度減少了生產管理層級，將傳統的總廠、分廠、車間和工段多層生產調度管理模式優化為廠一級的集中調度操控管理模式，實現了生產運行管理層級扁平化，為企業的生產運行優化和工藝技術指標優化奠定了管控技術基礎。在未來發展中，氧化鋁核心技術裝備大型化需要產學研充分互動，積極探索、主動創新，將大型化、短流程、集約化技術貫穿于新建項目以及原有工廠升級改造中。

　　總之，在當前氧化鋁行業市場低迷，國內鋁土礦資源不斷貧化、品味不斷下降、對進口鋁土礦依賴性強的情況下，氧化鋁企業正面臨資源、能源、成本和環境等諸多方面的挑戰。積極拓展鋁土礦來源，盡量減少進口鋁土礦，采用國內低品位的鋁土礦，用本國鋁土礦來發展氧化鋁是走出行業困境的關鍵要素。而這依賴于氧化鋁技術的進一步突破、整體技術裝備水平的提高。這樣的突破和提高需要科研院所、企業中多領域的專家學者、技術工作者的協同努力，需要我們加強與其他國家在資源、能源、技術、環境等方面廣泛開展合作，以此來不斷提高氧化鋁行業的可持續發展能力。