簡介：我國氧化鋁工業(yè)目前的平均能耗高于世界平均水平。節(jié)能的余地和空間很大，其中一條重要的途徑是進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱效率及加強(qiáng)余熱回收利用。這一領(lǐng)域應(yīng)予開發(fā)的技術(shù)有：實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)合，高溫蒸汽熱能的優(yōu)化梯級利用;生產(chǎn)系統(tǒng)中高溫物料(蒸汽、溶液、水)熱能的梯級利用;進(jìn)行循環(huán)系統(tǒng)熱流分布的最優(yōu)化設(shè)計(jì);開發(fā)回收低溫溶液熱能的技術(shù)裝備;開發(fā)防結(jié)垢、少結(jié)垢的高效換熱器;開發(fā)高效清洗技術(shù)及裝備等。
(1)拜耳法技術(shù)的優(yōu)化升級
選礦拜耳法存在的技術(shù)問題有：影響選礦脫硅效率限制因素較多，主要有礦石微觀結(jié)構(gòu)和解離性;選礦拜耳法的氧化鋁回收率較低，主要取決于藥劑的選擇性;選礦藥劑對氧化鋁生產(chǎn)具有不利影響，包括所含的水分、有機(jī)藥劑;選礦脫硅的尾礦處理難題和綜合利用技術(shù)尚未解決。優(yōu)化選礦拜耳法的主要技術(shù)方向是優(yōu)化選礦流程和選礦藥劑以提高選礦效率，降低選精礦的水含量和所含藥劑的危害性，開拓選礦尾礦的綜合利用途徑。在上述技術(shù)開發(fā)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，發(fā)揮選礦拜耳法的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)高效強(qiáng)化拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。
拜耳法進(jìn)一步節(jié)能提效的主要途徑是采用高效強(qiáng)化拜耳法，包括強(qiáng)化拜耳洪系統(tǒng)各關(guān)鍵工序，提高工序效率和產(chǎn)出率;解決拜耳法循環(huán)系統(tǒng)的瓶頸環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)流程均勻化、高效化，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)高循環(huán)效率。高效強(qiáng)化拜耳法投人少見效快、經(jīng)濟(jì)效益顯著。
石灰拜耳法存在的技術(shù)問題主要包括石灰添加量的優(yōu)化選擇、碳酸鈣反苛化及堿液化灰、石灰中氧化鎂的影響及控制等。因此，石灰拜耳法進(jìn)一步改進(jìn)的方向是優(yōu)化選擇石灰最佳添加量、解決堿液化灰和赤泥減量外排的技術(shù)難題。
(2)高效低耗處理低品位礦的濕法串聯(lián)新技術(shù)
濕法串聯(lián)氧化鋁生產(chǎn)新工藝主要是針對我國低品位一水硬鋁石鋁土礦而開發(fā)的。濕法串聯(lián)氧化鋁生產(chǎn)新工藝先采用高效強(qiáng)化拜耳法處理低品位鋁土礦回收氧化鋁，然后采用循環(huán)堿液，通過濕法冶金技術(shù)處理拜耳法赤泥，以回收其中的氧化鈉和部分氧化鋁。濕法串聯(lián)全流程均為低能耗的濕法冶金過程，在采用高效強(qiáng)化拜耳法和高效濕法處理拜耳法赤泥兩大關(guān)鍵技術(shù)后，氧化鋁單位生產(chǎn)能耗可降低到16~18GJ，明顯低于燒結(jié)法和混聯(lián)法技術(shù)的能耗，堿耗和氧化鋁回收率與燒結(jié)法相當(dāng)。濕法串聯(lián)新工藝的關(guān)鍵技術(shù)在于開發(fā)出新的高效脫硅產(chǎn)物，即鐵鈦取代鋁的水化石榴石。該技術(shù)能耗較低，回收率較高，各項(xiàng)指標(biāo)均可達(dá)到先進(jìn)水平。濕法串聯(lián)流程簡單，能耗較低，堿和氧化鋁回收率又較高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。濕法處理工藝也可以直接嫁接到原有的拜耳法流程，易于推廣應(yīng)用。對于低品位礦而言，濕法串聯(lián)新工藝將優(yōu)于其他類型的處理技術(shù)。隨著我國鋁土礦品位的逐漸降低，應(yīng)大力推廣應(yīng)用濕法串聯(lián)新工藝，實(shí)現(xiàn)我國低品位鋁土礦資源的高效低耗利用。
我國鋁土礦資源主要為中低鋁硅比的一水硬鋁石礦。隨著鋁土礦供礦鋁硅比進(jìn)一步降低，以現(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)氧化鋁，流程復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)成本大、缺乏國際競爭力。因此，使選礦技術(shù)經(jīng)濟(jì)地利用中低鋁硅比礦，延長鋁土礦資源保障年限，成為科技支撐發(fā)展的關(guān)鍵課題。要進(jìn)一步優(yōu)化一水硬鋁石型鋁土礦浮選工藝、開發(fā)高效藥劑;研究開發(fā)一水硬鋁石型反浮選新工藝，重點(diǎn)突破細(xì)粒高效分選、低成本反浮選藥劑合成技術(shù)、浮選柱技術(shù)等。同時(shí)解決尾礦的高效分離、安全堆存和利用問題。
(4)開發(fā)應(yīng)用氧化鋁清潔生產(chǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)我國氧化鋁工業(yè)的減排最重要的措施是實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)。氧化鋁清潔生產(chǎn)技術(shù)主要包括：通過工藝優(yōu)化，生成高效脫硅產(chǎn)物，并提高氧化鋁溶出率及回收率，以降低干赤泥的產(chǎn)出率：強(qiáng)化赤泥洗滌，赤泥漿過濾或在堆場壓濾脫水后再進(jìn)行排放，以降低外排赤泥中游離附堿含量，包括附液量和附液堿濃度。
(5)開發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的在線檢測和系統(tǒng)控制技術(shù)
應(yīng)大力開發(fā)應(yīng)用先進(jìn)的在線檢測和系統(tǒng)控制技術(shù)，采用可靠的工藝參數(shù)在線檢測元件、精確的氧化鋁生產(chǎn)過程模擬以及先進(jìn)的系統(tǒng)控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)氧化鋁廠穩(wěn)定高效運(yùn)行。氧化鋁生產(chǎn)中最重要的控制單元是：建立最優(yōu)化控制模型及關(guān)鍵工藝參數(shù)的精確調(diào)整;溶出準(zhǔn)確穩(wěn)定配料以及流量料位的即時(shí)控制。
(6)開發(fā)應(yīng)用非鋁土礦的含鋁資源利用技術(shù)
這類技術(shù)包括從高鋁粉煤灰、霞石和明礬石中提取氧化鋁的成套技術(shù)，可作為中國氧化鋁工業(yè)的應(yīng)用技術(shù)和儲備技術(shù)。加快進(jìn)行高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)，特別是應(yīng)優(yōu)先解決在較低成本或盈虧平衡的情況下，實(shí)現(xiàn)氧化鋁的高效提取和殘?jiān)娜抠Y源化利用。
(7)提高系統(tǒng)熱效率及加強(qiáng)余熱回收利用技術(shù)
我國氧化鋁工業(yè)目前的平均能耗高于世界平均水平。節(jié)能的余地和空間很大，其中一條重要的途徑是進(jìn)一步提高系統(tǒng)熱效率及加強(qiáng)余熱回收利用。這一領(lǐng)域應(yīng)予開發(fā)的技術(shù)有：實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)合，高溫蒸汽熱能的優(yōu)化梯級利用;生產(chǎn)系統(tǒng)中高溫物料(蒸汽、溶液、水)熱能的梯級利用;進(jìn)行循環(huán)系統(tǒng)熱流分布的最優(yōu)化設(shè)計(jì);開發(fā)回收低溫溶液熱能的技術(shù)裝備;開發(fā)防結(jié)垢、少結(jié)垢的高效換熱器;開發(fā)高效清洗技術(shù)及裝備等。
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