我國鋁冶煉技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

1、.：.；我國鋁冶煉技術現(xiàn)狀及開展趨勢摘 要：全面回想了我國鋁冶煉技術的開展現(xiàn)狀，在分析了國內(nèi)鋁冶煉技術存在缺乏的根底上，指出了我國鋁冶煉技術的開展趨勢。關鍵詞：鋁冶煉；技術現(xiàn)狀；開展趨勢我國的鋁冶煉工業(yè)經(jīng)過幾十年的開展，獲得了前所未有的成果，2000年氧化鋁產(chǎn)量達429萬t，鋁錠283萬t，我國已成為世界鋁消費和消費的大國。這一成果的獲得，與科技的奉獻是不可分的?，F(xiàn)就我國氧化鋁和電解鋁方面所獲得的成果作一回想，并就我國氧化鋁消費技術的開展趨勢作一分析。1 氧化鋁消費技術我國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。 由于我國鋁土礦資源的這一顯著特點，國內(nèi)氧化鋁消費大多采用混聯(lián)法，此外，還有拜耳法和燒結(jié)法。1.1 氧化鋁消費所獲得的主要技術成就(1)礦石均化和多碎少磨技術，包括礦山塊礦石及進廠碎礦石均化， 多碎少磨提高了磨礦效率，降低了磨礦本錢；(2)燒結(jié)法熟料燒成強化技術，包括高檔次鋁土礦強化燒結(jié)技術、 鋁土礦浮選精礦強化燒結(jié)技術、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，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，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)拜耳法強化溶出技術，包括管道化溶出、單管預熱一高壓釜溶出、 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氧化鋁技術， 該技術將選礦技術和拜耳法有機結(jié)合，有效地利用了我國大量的中低檔次鋁土礦，降低了氧化鋁的消費本錢；(7)赤泥分別技術，包括絮凝沉降分別、 42m 6m 大型鋼索扭矩沉降槽、 100m2輥子卸料真空轉(zhuǎn)鼓過濾機、385m2單筒凱利葉濾機；(8)分解技術，包括延續(xù)碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2 立盤過濾機、51

4、m2程度盤式過濾機、270m2大型板式換熱器、27m2程度帶式真空過濾機；(9)氧化鋁閃速焙燒技術，包括美國閃速焙燒爐、丹麥氣體懸浮熄滅爐；(10)蒸發(fā)技術，包括降膜蒸發(fā)器，高效閃蒸器等。此外，在多種類氧化鋁消費，赤泥綜合利用、鎵回收、儀表及消費過程自動控制等方面也獲得了很大的成果。1.2 存在的主要問題(1)原料質(zhì)量差、鋁土礦AS低我國鋁土礦資源與國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，這給氧化鋁消費帶來了困難。(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)，流程異常復雜。接踵而來的是能耗很高，就是處置鋁硅比約為10的優(yōu)質(zhì)礦石，能耗仍高達

5、 38GJt 氧化鋁，是國外普通拜耳法的3倍多。很顯然，隨著礦石檔次下降， 經(jīng)濟的拜耳法比例減少，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內(nèi)冶金級氧化鋁產(chǎn)品多為中間狀氧化鋁，產(chǎn)品粒度較細，產(chǎn)品的磨損指數(shù)較大，要很好滿足現(xiàn)代電解鋁工業(yè)大型預焙槽的要求，還要加快砂狀氧化鋁的開發(fā)。(4)產(chǎn)品構(gòu)造不合理目前我國氧化鋁廠多以消費冶金級氧化鋁產(chǎn)品為主，產(chǎn)量達406萬t，而非冶金級氧化鋁產(chǎn)品的年產(chǎn)量23萬t左右，與市場需求相比差距很遠。(5)技術的產(chǎn)業(yè)化程度需求進一步提高這幾年，鋁行業(yè)開發(fā)了不少先進技術，但是推行運用的程度還不夠，今后要進一步在工程立項、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的各

6、個環(huán)節(jié)加強與消費的結(jié)合，提高技術成果的產(chǎn)業(yè)化率。1.3 氧化鋁冶煉技術的開展方向(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“九五科技攻關，曾經(jīng)完成了工業(yè)實驗，構(gòu)成了一套完好的工藝道路，“十五期間要加快該技術的產(chǎn)業(yè)化，并開展鋁土礦的反浮選技術研討。(2)強化和革新現(xiàn)有消費方法溶出是拜耳法的關鍵工序。我國如今曾經(jīng)有了3種強化溶出技術：a、長城鋁業(yè)公司引進的德國管道化溶出；b、山西鋁廠引進的法國單管預熱一高壓釜溶出；c、我國自行開發(fā)的管道一停留罐溶出。應該在總結(jié)消費實踐效果的根底上，盡快推行運用。強化熟料燒結(jié)過程，如降低燒成溫度，改動供料方式，改良窯體構(gòu)造等，其次是提高溶液濃度，強化

7、濕法各工序。采用各種添加劑，例如沉降絮凝劑、過濾助濾劑、分解添加劑、溶出添加劑等，可以顯著強化消費過程，而且很容易被工業(yè)上采用。種子攪拌分解是氧化鋁消費中儲存液量最多，時間最長的工序，它的強化必將顯著提高工廠的消費才干。(3)加快砂狀氧化鋁消費技術的攻關，提高我國氧化鋁產(chǎn)質(zhì)量量我國氧化鋁工業(yè)由于以一水硬鋁石型鋁土礦為主要消費原料，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，消費砂狀氧化鋁的技術難度較大?！?十五期間要重點處理鋁酸鈉溶液分解過程粒子成核控制技術、鋁酸鈉溶液分解過程產(chǎn)品粒度控制技術、鋁酸鈉溶液分解過程產(chǎn)品強度控制技術和添加劑強化分解技術等。經(jīng)過科技攻關，構(gòu)成一套適宜我國砂

8、狀氧化鋁消費技術。(4)加快氧化鋁技術成果的產(chǎn)業(yè)化加快石灰拜耳法、雙流法新技術、間接加熱延續(xù)脫硅、高效沉降槽、降膜蒸發(fā)技術等技術在氧化鋁消費過程中的產(chǎn)業(yè)化運用，進一步降低消費能耗和消費本錢。2 電解鋁消費技術目前鋁全部采用熔鹽電解方法消費，其消費設備從較早的單一側(cè)插自焙槽，開展到擁有側(cè)插自焙、上插自焙、預焙槽等各種槽型。我國已完成了180kA、280kA和320kA的現(xiàn)代化預焙槽的工業(yè)實驗和產(chǎn)業(yè)化。 以節(jié)能增產(chǎn)和環(huán)保達標為中心的技術改良與改造，促進自焙槽消費技術向預焙槽轉(zhuǎn)化，獲得了宏大勝利。我國曾經(jīng)成為大型預焙槽開發(fā)的先進國家。2.1 電解鋁所獲得的主要技術成果(1)大型預焙槽的開發(fā)1992年

9、完成180kA預焙槽工業(yè)實驗，電流效率到達 93 ， 鋁直流電耗達 13 800kWht左右，消費工藝技術條件與160kA槽根本一樣。1996年完成了280kA預焙槽工業(yè)實驗， 這一技術已勝利地運用于焦作萬方鋁業(yè)集團公司。目前電流效率到達93以上，鋁直流電耗達13 400kWh/t左右， 消費運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。2000年完成了320kA大型預焙槽工業(yè)實驗，電流效率達94.92，平均鋁直流電耗13192kWht，到達了法國鋁業(yè)公司開發(fā)的AP30大型電解槽的技術目的， 最近已和印度一家公司簽定了技術轉(zhuǎn)讓合同，實現(xiàn)了技術的輸出。(2)計算機控制技術目前我國主要電解鋁廠均采用了計算機控制。自順應控制技術、模糊

10、控制技術和智能模糊控制技術的開發(fā)運用使噸鋁節(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，從而提高電解過程中電流效率(約2左右)。降低電解本錢。 在電解質(zhì)中參與添加劑目前已被廣泛運用。(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、，陽極系統(tǒng)的改良和點下料系統(tǒng)的實驗和運用。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 存在的技術問題(1)整體機械化配備程度尚待提高雖然我國在鋁電解消費實際中研討開發(fā)了一系列公用設備，如多功能結(jié)合機組、地爬打殼機、筒式下料器等，但與

11、國際先進程度相比，機械化配備程度尚需進一步提高，主要表如今：a、國產(chǎn)多功能結(jié)合機組缺點頻繁，制造質(zhì)量還不高， 關鍵部件需求進一步開發(fā)，如扭拔機構(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、漏景象嚴重， 多功能機組受料問題需改良提高；對閘刀式下料和插板式下料安裝應改呵斥點式下料。c、與工藝操作相配套的設備需研討開發(fā)，如出鋁及清理抬包的機械化， 與電子計算機控制相順應的打殼下料電磁閥的質(zhì)量及任務性能提高等。d、保證大型預焙鋁電解槽消費用的緊縮空氣水分較大， 這是目前全國各大鋁廠普遍存在的問題，雖然設有氣水分別器，但效果不理想，極易損壞各種電磁閥，呵斥一系列設備缺點而影響消

12、費。e、與鋁電解工藝操作相配套的其它設備需開發(fā)，如陽極改換設備， 要求不僅能準確地裝配和安裝，而且在改換時能處置殘極周圍的結(jié)殼及掉入槽中的電解質(zhì)塊，現(xiàn)場衛(wèi)生清理設備及電解槽一系列技術測試設備等。(2)鋁電解槽壽命短如今國際上的大型預焙鋁電解壽命在7年以上，有的已達10年， 而我國鋁電解槽平均壽命僅4年左右。雖然經(jīng)過幾年的消費實際，采取了一系列技術措施， 根本抑制了電解槽早期破損問題，但槽壽命仍與世界先進程度差距較大。(3)自動控制程度尚待進一步提高雖然我國大部分鋁電解廠采用了電解槽槽控技術，但整體的自動控制程度依然不高，與國外相比差距較大，主要表如今控制電解槽消費過程的信息取樣不完好，電解槽專家系統(tǒng)不完備，與計算機控制技術相配套的設備缺點較多以及綜合的動態(tài)研討不充分等。2.3 鋁電解技術的開展方向(1)完善大型預焙槽技術在