摘要：本文首先對(duì)我國(guó)鋁冶金的發(fā)展歷程進(jìn)行闡述，針對(duì)目前我國(guó)現(xiàn)代鋁冶金存在的問(wèn)題，提出了有效的加強(qiáng)措施。

關(guān)鍵詞：鋁冶金,問(wèn)題,有效措施

中圖分類(lèi)號(hào)： P618 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

隨著世界鋁冶金技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)電解鋁工業(yè)也已經(jīng)由電解鋁的純進(jìn)口國(guó)變?yōu)槭澜绲谝淮螽a(chǎn)鋁國(guó)。現(xiàn)代鋁冶金技術(shù)的發(fā)展起源于19世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的霍爾一埃魯特冰晶石氧化鋁熔鹽電解法，經(jīng)過(guò)一百多年的發(fā)展這種方法雖然從原理上沒(méi)有實(shí)質(zhì)性改變，但是電解槽的結(jié)構(gòu)、陽(yáng)極形式、容量大小、過(guò)程控制等都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。但由于我國(guó)鋁冶金發(fā)展尤其在電解鋁過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展這一特點(diǎn)，大型槽技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)領(lǐng)域缺乏應(yīng)有的技術(shù)積累和支撐，因此仍存在許多突出的技術(shù)問(wèn)題有待冶金技術(shù)工作者進(jìn)一步研究解決。

一、我國(guó)鋁冶金的發(fā)展歷程

中國(guó)鋁工業(yè)的起步是在1949年新中國(guó)成立后，1954年我國(guó)第一座氧化鋁廠(501廠)及電解鋁廠(撫順?shù)X廠)相繼建成投產(chǎn)，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)鋁冶金的新紀(jì)元,1956年第一家鋁加工廠——東北輕合金加工廠(101廠)建成投產(chǎn)。到1958年，我國(guó)初步形成比較完備的鋁工業(yè)體系，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)鋁工業(yè)從無(wú)到有的發(fā)展，我國(guó)自此才擁有了自己的鋁冶金企業(yè)。58年以后相繼建成了山東鋁廠、鄭州鋁廠、貴州鋁廠三大氧化鋁生產(chǎn)基地，撫順?shù)X廠、包頭鋁廠、青銅峽鋁廠等八大電解鋁生產(chǎn)基地，以及東北輕合金、西南鋁、甘肅隴西鋁等鋁加工生產(chǎn)基地。改革開(kāi)放以后，中國(guó)鋁工業(yè)緊跟世界先進(jìn)技術(shù)發(fā)展潮流，從產(chǎn)業(yè)規(guī)模、關(guān)鍵技術(shù)裝備、研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面進(jìn)行了全方位改進(jìn)與調(diào)整，2001年組建中國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了鋁冶金行業(yè)的資產(chǎn)及生產(chǎn)技術(shù)整合，進(jìn)入了鋁冶金發(fā)展的新時(shí)期。中國(guó)于2002年躋身于全球鋁產(chǎn)量第一的大國(guó)位置，為新世紀(jì)鋁工業(yè)向世界強(qiáng)國(guó)跨越打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在此期間，電解槽的發(fā)展也經(jīng)歷了由小型預(yù)焙陽(yáng)極一側(cè)部導(dǎo)電自焙陽(yáng)極一上部導(dǎo)電自焙陽(yáng)極一大型不連續(xù)預(yù)焙陽(yáng)極及連續(xù)預(yù)焙陽(yáng)極一中間下料預(yù)焙陽(yáng)極的發(fā)展歷程[1]。

二、目前我國(guó)現(xiàn)代鋁冶金存在的問(wèn)題

中國(guó)鋁冶金經(jīng)過(guò)建國(guó)以后60多年的發(fā)展，從勘探、采選、冶煉到加工，目前已發(fā)展成為上下游齊全、產(chǎn)業(yè)鏈完整的冶金工業(yè)體系，鋁土礦的開(kāi)采加工、氧化鋁生產(chǎn)、電解鋁生產(chǎn)、鋁產(chǎn)品加工技術(shù)都具備了國(guó)際先進(jìn)水平。尤其是自2002年以來(lái)，我國(guó)穩(wěn)居世界第一產(chǎn)鋁大國(guó)的位置，2010年原鋁產(chǎn)量突破l500萬(wàn)噸。

但產(chǎn)能的增長(zhǎng)帶來(lái)原料的不足：2008年，中國(guó)鋁一次資源對(duì)外依存度51．7％，2009年，在政策扶持的推動(dòng)下，鋁業(yè)生產(chǎn)迅速恢復(fù)，但對(duì)外依存度依然居高不下，達(dá)到43％,氧化鋁生產(chǎn)經(jīng)過(guò)上個(gè)世紀(jì)90年代的快速發(fā)展，在本世紀(jì)初又經(jīng)過(guò)了重組、整合及對(duì)落后產(chǎn)能的淘汰，目前我國(guó)氧化鋁的自給能力能達(dá)到70％以上。我國(guó)的鋁土礦的特點(diǎn)是高鋁、高硅、低鐵及一水硬鋁石型，A／S在47之間較多，A／S-g在10以上的優(yōu)質(zhì)鋁土礦較少。礦物特點(diǎn)決定了我國(guó)的氧化鋁生產(chǎn)存在山產(chǎn)工序復(fù)雜、達(dá)產(chǎn)率低、堿耗、汽耗、煤耗居高不下等問(wèn)題，致使原鋁成本高，企業(yè)贏利能力低下。

鋁電解技術(shù)自上個(gè)世紀(jì)70年代末引進(jìn)160KA中間下料預(yù)焙槽技術(shù)之后，使我國(guó)在現(xiàn)代鋁冶金技術(shù)發(fā)展方面邁上了一個(gè)新的臺(tái)階，通過(guò)在工藝、材料、過(guò)程控制及配套技術(shù)等方面的研究工作，進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，相繼開(kāi)發(fā)成功了320、400、450KA的特大型電解槽技術(shù)，我國(guó)鋁工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步令人注目。大容量電YcLJcQ6cgINPKg73Xs7Htw==解槽的開(kāi)發(fā)，使我國(guó)鋁電解技術(shù)總體上達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，電解鋁工業(yè)的面貌發(fā)生了根本的改變。但是由于開(kāi)發(fā)時(shí)間短，發(fā)展速度快，我國(guó)大型鋁電解槽在生產(chǎn)領(lǐng)域的深層次開(kāi)發(fā)明顯不足，致使實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中還存在很多問(wèn)題：比如電流效率較低、噸鋁電耗平均在13500Kwh以上、焙燒啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)、噸鋁碳素消耗高于國(guó)際水平、陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)高、電解槽壽命達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)等。以上問(wèn)題嚴(yán)重制約著我國(guó)鋁電解工業(yè)的持續(xù)發(fā)展[1]。

三、加強(qiáng)我國(guó)鋁冶金技術(shù)的有效措施

1、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使上下游鋁冶金產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)能配套

長(zhǎng)期以來(lái)，鋁冶金行業(yè)存在下游產(chǎn)能過(guò)剩而上游產(chǎn)能不足的狀況，表現(xiàn)為鋁加工能力大而原鋁供應(yīng)不足，電解鋁生產(chǎn)能力大而氧化鋁供應(yīng)不足等狀況。大多新建企業(yè)都以電解鋁為主，而氧化鋁靠外購(gòu)或進(jìn)口解決，使整個(gè)鋁冶金產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有形成良性循環(huán)[2]。針對(duì)這種情況，國(guó)家應(yīng)加大宏觀調(diào)控力度，繼續(xù)促進(jìn)大型綜合型企業(yè)集團(tuán)的聯(lián)合，以實(shí)現(xiàn)人力、技術(shù)、設(shè)備等資源共享，形成較合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

2、加快企業(yè)重組，淘汰落后產(chǎn)能，形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)

目前，中鋁集團(tuán)是我國(guó)鋁冶金行業(yè)最大的集團(tuán)公司，在國(guó)內(nèi)同行業(yè)具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。各地應(yīng)以中鋁為鑒，積極落實(shí)國(guó)家組建大型企業(yè)集團(tuán)的有關(guān)政策jknIw7zNaFmKR7r6TcYnUw==，加快對(duì)5萬(wàn)噸以下(100KA)的小型鋁冶金產(chǎn)能的淘汰步伐，使單位企業(yè)產(chǎn)能水平得以提高，增強(qiáng)企業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,雖然我國(guó)自2002年以來(lái)已成為世界最大的鋁生產(chǎn)國(guó)，但在國(guó)際上具有競(jìng)爭(zhēng)力的大型鋁業(yè)集團(tuán)只有中鋁一家，其它的鋁冶金企業(yè)都各自為政，生產(chǎn)能力分散，致使單位企業(yè)的產(chǎn)能水平遠(yuǎn)低于國(guó)際水平，從而抬高了原鋁生產(chǎn)成本，使鋁冶金在高能耗、高成本、高污染、低效益的惡性循環(huán)中運(yùn)轉(zhuǎn)。各地應(yīng)針對(duì)性的出臺(tái)相關(guān)政策，順利實(shí)現(xiàn)對(duì)落后產(chǎn)能的淘汰計(jì)劃，加快組建一批大型或跨國(guó)鋁業(yè)集團(tuán)，使鋁冶金行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

3、提高產(chǎn)品附加值，加速我國(guó)由鋁冶金大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變進(jìn)程

我國(guó)自2002年以來(lái)已成為世界最大的鋁生產(chǎn)國(guó)，但產(chǎn)品種類(lèi)少，成本高，附加值低，嚴(yán)重限制了鋁冶金企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。純鋁具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐蝕、低密度、易于鑄造和加工成型等特性，但是純鋁的莫氏硬度只有2．75，所以工業(yè)應(yīng)用最多的是鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁及鋁合金是以鑄造方法生產(chǎn)鋁的鑄件,變形鋁及鋁合金是以壓力加工方法生產(chǎn)鋁的加工產(chǎn)品：板、帶、箔、管、棒、型、線和鍛件，通過(guò)這些工業(yè)生產(chǎn)方法可以生產(chǎn)種類(lèi)眾多的終端產(chǎn)品。而我國(guó)目前市場(chǎng)上鋁產(chǎn)品種類(lèi)較少，應(yīng)不斷研發(fā)新品種，延長(zhǎng)鋁冶金產(chǎn)業(yè)鏈。各企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)開(kāi)發(fā)力度，開(kāi)發(fā)高附加值、多樣化的鋁冶金產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)我國(guó)由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變[3]。

4、通過(guò)校企科研合作、提升技術(shù)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

我國(guó)雖然自2002年以來(lái)穩(wěn)居世界鋁產(chǎn)量第一的位置，但是產(chǎn)品的附加值不高，國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。由于在鋁冶金技術(shù)的研發(fā)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了跨越式的發(fā)展以及我國(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn)，使我國(guó)鋁冶金企業(yè)在運(yùn)行過(guò)程中存在很多問(wèn)題。

4.1要通過(guò)企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，解決氧化鋁生產(chǎn)中高能耗、高成本問(wèn)題，運(yùn)用燒成回轉(zhuǎn)窯模糊邏輯控制、多管間接加熱連續(xù)脫硅，管道化溶出、一水硬鋁石雙流法溶出、外流式自由降膜板式蒸發(fā)器、流態(tài)化懸浮或循環(huán)沸騰焙燒爐等技術(shù)取代本行業(yè)落后的焙燒回轉(zhuǎn)窯，降低氧化鋁生產(chǎn)成本，改善氧化鋁質(zhì)量，提高產(chǎn)能水平。

4.2通過(guò)鋁冶金企業(yè)與碳素生產(chǎn)企業(yè)、相關(guān)高校的技術(shù)合作，尋找提高碳素陽(yáng)極和陰極碳?jí)K使用壽命的技術(shù)途徑，降低噸鋁陽(yáng)極碳素消耗，提高電解槽的使用壽命,通過(guò)改進(jìn)操作工藝條件，縮短電解槽啟動(dòng)周期，降低陽(yáng)極效應(yīng)系數(shù)等途徑節(jié)約電耗，穩(wěn)定電解操作。

4.3通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)降低電解槽無(wú)功能耗：預(yù)焙槽的導(dǎo)電部件及接觸點(diǎn)多，導(dǎo)致無(wú)功能耗的歐姆壓降很高，有的企業(yè)可達(dá)0．5～0．6，實(shí)際生產(chǎn)中陽(yáng)極壓降、陰極壓降和母線壓降是導(dǎo)致生產(chǎn)過(guò)程中電能消耗高的重要原因，要尋求降低無(wú)功能耗的有效途徑，探究降低電解質(zhì)實(shí)際分解電壓和增大電解質(zhì)電導(dǎo)率的有效操作制度及工藝條件，以降低電解槽工作電壓，節(jié)約成本。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)鋁冶金生產(chǎn)技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平仍然存在差距，如何從整體上提高我國(guó)鋁冶金生產(chǎn)技術(shù)水平，達(dá)到大幅度的節(jié)能降耗、降低成本和進(jìn)一步有效降低環(huán)境污染的目的，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)由大國(guó)向強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變和鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，仍然是中國(guó)冶金工作者的努力方向。

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