我國(guó)鋁冶煉減排和清潔生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。
我國(guó)氧化鋁工業(yè)科技進(jìn)步集中體現(xiàn)在高效強(qiáng)化拜耳法技術(shù)、間接加熱強(qiáng)化溶出技術(shù)，高效節(jié)能焙燒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了大型節(jié)能設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用，提高熱利用率的技術(shù)以及赤泥防滲干法堆存技術(shù)。我國(guó)自主研發(fā)成功中低品位一水硬鋁石礦生產(chǎn)氧化鋁的世界獨(dú)特的生產(chǎn)工藝技術(shù)，選礦拜耳法、石灰拜耳法等技術(shù)，大大提高了我國(guó)氧化鋁工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，達(dá)到了世界先進(jìn)技術(shù)水平。
我國(guó)鋁電解工業(yè)開(kāi)發(fā)并全面推廣應(yīng)用了大型預(yù)焙電解槽成套技術(shù)，鋁電解計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，提高大型預(yù)焙電解槽壽命技術(shù)，優(yōu)質(zhì)炭陽(yáng)極和內(nèi)襯材料生產(chǎn)技術(shù)，新型結(jié)構(gòu)電解槽等重大節(jié)能技術(shù)，同時(shí)也開(kāi)發(fā)出了低溫低電壓鋁電解新技術(shù)，大型鋁電解系列不停電技術(shù)等。我國(guó)自主研發(fā)成功280kA、350kA、400kA 及500 kA 等具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型預(yù)焙槽技術(shù)，達(dá)到世界先進(jìn)水平，并已輸出國(guó)外。鋁電解工業(yè)預(yù)焙鋁電解槽先進(jìn)控制
技術(shù)，以低窄氧化鋁度為切入點(diǎn)，從而獲得電解槽的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了較低槽電壓、能耗的降低及陽(yáng)極
效應(yīng)和碳氟化合物排放的減少。我國(guó)相繼通過(guò)改變鋁電解槽陰極炭塊和鋼棒的結(jié)構(gòu)和形狀，并相應(yīng)優(yōu)化電解槽內(nèi)襯結(jié)構(gòu)等一系列創(chuàng)新技術(shù)，形成了新型結(jié)構(gòu)電解槽、異形陰極、阻流塊、新型鋼棒結(jié)構(gòu)等重大鋁電解節(jié)能技術(shù)，構(gòu)成了具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鋁電解重大節(jié)能技術(shù)。這一類技術(shù)使我國(guó)鋁電解生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了大幅度節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)了低極距、低水平電流、低槽電壓、低電耗、低陽(yáng)極效應(yīng)、高電能利用率的鋁電解穩(wěn)定運(yùn)行，噸鋁直流電耗12000~12300kWh，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)水平。
氧化鋁工業(yè)重大節(jié)能技術(shù)進(jìn)步
(1)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了高效強(qiáng)化拜耳法技術(shù)
高效強(qiáng)化拜耳法流程如圖4-1所示，該技術(shù)是通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化拜耳法循環(huán)過(guò)程中的堿濃度和氧化鋁濃度系統(tǒng)，強(qiáng)化各關(guān)鍵工序的生產(chǎn)效率，最大限度提高系統(tǒng)循環(huán)效率和產(chǎn)出率，形成高循環(huán)效率的拜耳法、高產(chǎn)出率的各工序過(guò)程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)節(jié)能。
高效強(qiáng)化拜耳法的關(guān)鍵技術(shù)有：高效強(qiáng)化溶出、低損失赤泥分離、高產(chǎn)出率砂狀氧化鋁種分、高效節(jié)能母液蒸發(fā)等。
①間接加熱強(qiáng)化溶出技術(shù)：圖4-2為我國(guó)開(kāi)發(fā)的間接加熱、強(qiáng)化溶出技術(shù)的典型示例。
間接加熱、強(qiáng)化溶出技術(shù)具體可以表示為礦漿間接加熱、高溫高堿濃度強(qiáng)化溶出技術(shù)。主要特點(diǎn)是：高運(yùn)轉(zhuǎn)率、高熱效率、高產(chǎn)出率、低電耗、少維護(hù)、易清理。
②赤泥高效低耗分離技術(shù)：高固含沉降分離技術(shù)包含高效深錐沉降槽(見(jiàn)圖4-3)、新型絮凝劑、優(yōu)化絮凝劑添加技術(shù)、沉降槽自稀釋技術(shù)等。
此外，為減少赤泥沉降洗滌系統(tǒng)中氧化鋁的損失，通過(guò)提高赤泥洗滌溫度和效率，改進(jìn)赤泥絮凝劑的應(yīng)用，形成了低損失赤泥分離洗滌技術(shù)，有效地降低了赤泥洗滌損失和分解原液的分子比，提高了整個(gè)拜耳法系統(tǒng)的循環(huán)效率。
赤泥分離工序還開(kāi)發(fā)了高效過(guò)濾技術(shù)，包括赤泥連續(xù)真空或帶壓過(guò)濾洗滌以及新型粗液葉濾介質(zhì)。前者用于赤泥干法堆存技術(shù)，后者用于部分企業(yè)的粗液精濾(葉濾)工序，明顯降低了精濾過(guò)程的氧化鋁損失。
③高產(chǎn)出率砂狀氧化鋁晶種分解技術(shù)：開(kāi)發(fā)應(yīng)用了高濃度、低分子比原液種分生產(chǎn)砂狀氧化鋁的技術(shù)，該技術(shù)包括：實(shí)施粒度預(yù)報(bào)控制、系統(tǒng)優(yōu)化種分工藝參數(shù)和強(qiáng)化中間降溫。中間降溫技術(shù)是合理調(diào)配種分系統(tǒng)溫度體系和溶液過(guò)飽和度的關(guān)鍵技術(shù)，也是在高濃度條件下，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)出率并確保砂狀氧化鋁生產(chǎn)的重要措施。粒度預(yù)報(bào)和控制技術(shù)可深入分析系統(tǒng)中細(xì)粒子分布規(guī)律，提前預(yù)報(bào)粒度變化趨勢(shì)和實(shí)施超前控制，確保產(chǎn)品粒度符合砂狀氧化鋁標(biāo)準(zhǔn)。此外，還開(kāi)發(fā)應(yīng)用了高效種分添加劑及氫氧化鋁過(guò)濾脫水劑，以進(jìn)一步確保砂狀氧化鋁質(zhì)量并節(jié)能。實(shí)施該技術(shù)后分解率達(dá)到50%以上，晶種分解Al，0、產(chǎn)出率超過(guò)90kg/m3，產(chǎn)品質(zhì)量也達(dá)到了砂狀氧化鋁的標(biāo)準(zhǔn)。
④高效節(jié)能蒸發(fā)技術(shù)：我國(guó)氧化鋁工業(yè)全面采用了高效節(jié)能的降膜蒸發(fā)技術(shù)，包括管式降膜、板式降膜和管板式混合降膜技術(shù)，明顯降低了母液蒸發(fā)的汽水比和能耗。此外，普遍采用了蒸發(fā)緩垢劑，強(qiáng)化了稀釋脫硅以提高溶液的硅量指數(shù)，從而減少了蒸發(fā)結(jié)疤速度，提高了蒸發(fā)器熱效率及堿濃度。為進(jìn)一步節(jié)能，開(kāi)發(fā)了利用精濾所含熱能，提高分解母液的溫度，并提前進(jìn)行自蒸發(fā)以提高蒸發(fā)原液的濃度，減少蒸發(fā)能耗。
(2)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了高效節(jié)能焙燒技術(shù)
我國(guó)氧化鋁工業(yè)已全部采用了流態(tài)化節(jié)能氧化鋁焙燒技術(shù)，包括氣態(tài)懸浮焙燒、循環(huán)床流態(tài)化焙燒以及閃速焙燒技術(shù)，大部分企業(yè)采用了操作簡(jiǎn)便的氣態(tài)懸浮焙燒技術(shù)，同時(shí)采用高強(qiáng)度、低傳熱的耐火材料做內(nèi)襯，實(shí)現(xiàn)了煙氣及氧化鋁出料余熱的充分回收利用。目前我國(guó)氫氧化鋁焙燒的單位能耗已降低到3.0GJ 左右的國(guó)際先進(jìn)水平。
(3)實(shí)現(xiàn)了大型節(jié)能設(shè)備的大規(guī)模應(yīng)用
我國(guó)氧化鋁企業(yè)，特別是新建或擴(kuò)建的企業(yè)，普遍采用了大型節(jié)能的裝備以達(dá)到高效節(jié)能的目標(biāo)，如大直徑、多管道間接加熱溶出裝備、大型高效深錐沉降槽、大面積、大直徑過(guò)濾機(jī)和立式高效葉濾機(jī)、大容積、高效攪拌的種子分解槽、大型六效逆流降膜蒸發(fā)器、大產(chǎn)能氫氧化鋁氣態(tài)懸浮焙燒爐、大流量高壓隔膜泵、高效雜質(zhì)離心泵和高能效風(fēng)機(jī)(鼓風(fēng)機(jī)和空氣壓縮機(jī))等。目前氧化鋁生產(chǎn)裝備的大型化趨勢(shì)仍在繼續(xù)發(fā)展。
(4)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了提高熱利用率的技術(shù)
我國(guó)氧化鋁工業(yè)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了一大批提高熱利用率、回收系統(tǒng)中廢熱能的技術(shù)，包括改進(jìn)流程設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)廢蒸汽熱能的回收利用，以減少?gòu)U蒸汽排放、回收利用廢高溫?zé)煔獾臒崮?，如煤氣爐和焙燒爐煙氣中的余熱利用(蒸汽鍋爐或加熱水)、回收利用冷凝水和熱溶液中的熱能、回收利用熱固體料中的熱能、對(duì)高溫管道和槽罐進(jìn)行保溫絕熱，以降低散熱損失等。
(5)開(kāi)發(fā)應(yīng)用了赤泥防滲堆存技術(shù)
赤泥是我國(guó)氧化鋁工業(yè)最大宗的廢棄物，由于赤泥含堿，因此具有一定的危害性。赤泥堆場(chǎng)的核心功能是分離堿液并回收，防止堿液滲漏污染。由此開(kāi)發(fā)應(yīng)用了優(yōu)化赤泥堆存的技術(shù)，包括：干法堆存即赤泥漿在堆場(chǎng)壓濾脫水再堆存;優(yōu)化赤泥堆場(chǎng)結(jié)構(gòu)，如形成一定角度的傾斜以利于排水、優(yōu)化底部的防滲層結(jié)構(gòu)形成可將堿液分離排出的沙漏層(井)等;赤泥壩的筑壩防滲技術(shù)及植被綠化等。
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