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中國電解鋁的環保新生

來源:作者:發布日期:2017-11-21 15:35:07 | 閱讀次數830次

 在今年的G20峰會上,中美雙方達成共識,共同應對全球電解鋁產能過剩,可見電解鋁產能過剩已成為全球性問題。在我國,電解鋁去產能工作一直在推進當中。2013年,我國就以制定了《鋁行業規范條件》,為我國電解鋁去產能工作打下了政策基礎。今年,湖北漢江丹江口鋁業已經拆除了2萬噸電解鋁生產線,剩下10.5萬噸的電解鋁生產線,但并未全部開工。早在“十二五”期間,湖北省已淘汰電解鋁落后產能12.7萬噸,超過國家對該省下達的10萬噸目標任務。  

從全國范圍來講,今年前10個月去產能形勢一片大好。中國有色金屬工業協會會長陳全訓表示,我國電解鋁產量比去年同期減少29萬噸,同比下降1.1%。社會鋁庫存量低于30萬噸,電解鋁開工率處于85%左右,鋁價維持在11500元~12500元/噸、行業不僅擺脫了連續4年虧損的嚴峻局面,今年前10個月,鋁冶煉行業還累計實現利潤140多億元,行業整體運行平穩。  

然而我國鋁價從10以后開始出現反彈,刺激實施彈性生產的電解鋁產能加速復產、新建待投產產能開始逐步釋放,這都表明了我國2017年電解鋁去產能的工作還有挑戰。與此同時,與去產能工作緊密結合的是電解鋁的環保生產工作。我國電解鋁去產能應當被看作一個絕好的契機,為中國電解鋁實現全行業環保生產提供轉型的時間點。我國鋁企要看清時機,為2017年去產能以至“十三五”規劃中下一步工作的順利進展打下堅實的基礎。  

清潔電能  

電解鋁生產成本中的用電比重較大,在電解鋁行業,可以說誰掌握了用電成本,誰就能在盈利上取得優勢。因此,我國不少鋁企采取鋁電聯營的方式,實施煤電鋁一體化戰略,以降低用電成本。然而化石燃料燃燒發電中所帶來的重度污染也隨之而至,與我國全面實施的環保方略背道而馳。近幾天,我國北方出現了入冬以來最嚴重的霧霾天,不少省市都啟動了紅色預警。而這其中污染鋁企難辭其咎,尤其是在山東省,是我國最大的鋁企信發集團和宏橋集團都在當地有大規模的生產工廠,對環境的影響不可估量。  

我國的電解鋁企傳統上以火電為主,其中盛行的自發電模式為企業在環保上問題頻出,未批先建的現象屢次發生。2015年廣西信發鋁電由于環保設施未建先產收到了環保機構的限產通知,山東魏橋更是在今年一年間被要求關停一半以上的產能。為了相應環保生產的號召,我國電解鋁行業正積極尋求轉變,發展“煤電鋁”的替代模式。  

云南鋁業率先開創了“水電鋁”的新生產模式,用水能代替煤炭為電解鋁生產提供能源。與用煤炭相比,云南的水電鋁生產每產一噸鋁碳排放可減少約12噸,減排幅度達90%,碳粉塵噸鋁減少3.68噸。  

風能電解鋁方面,我國科研人員通過實驗室小試和中試,模擬新疆達坂城風電煉出第一塊鋁錠,目前正在著手建設年產1000噸鋁的風電電解鋁示范工程,為年產40—60萬噸/年風電鋁一體化項目奠定基礎。項目構建的非并網風電-高耗能產業集成系統,將風電與電解鋁相結合,是一次全新的探索和嘗試,在世界范圍內屬于技術首創。如非并網風電應用于海水淡化,既能解決風電上網、脫網、棄風等難題,又能將綠色能源直接應用于電解鋁等高耗能產業,可以減少網電所用燃煤消耗,減少溫室氣體排放量,不但具有可觀的經濟效益、而且具有良好社會和環境效益。這些成果的基礎理論研究、實驗驗證及配套的技術轉化工作已全部完成。  

在我國內蒙古,面對全球向低碳綠色發展方式轉型的巨大趨勢,再加之霍林郭勒地區豐富的風力資源,國電投蒙東能源集團啟動了蒙東能源霍林河循環經濟示范工程。蒙東能源不僅通過智能局域電網大比例消納風電,噸鋁用電成本大幅下降,還成功解決了當地劣質褐煤露天堆積易引發的自燃及污染問題,建成了我國首個含風電可再生能源的“煤—電—鋁”綠色循環產業鏈。  

經過兩年多的研發,蒙東能源成功攻克技術難題,建成了風電、火電的協調運行的智能局域電網。蒙東能源承擔的國家863計劃重大課題“含可再生能源的孤立電網的運行控制技術及示范”,于去年8月通過了國家科技部驗收。在這個智能局域電網中,包含了30萬千瓦風電、180萬千瓦的火電,和年產能81萬噸的電解鋁負荷。這一智能局域電網,也創造了新的記錄,電網風電滲透率在我國首次達到了38.25%,超過了世界上新能源利用率最高的丹麥電網。通過智能局域電網風火互補控制技術,30萬千瓦風電每年發電10億千瓦時左右,2015年可利用小時數預計達3400小時,較我區平均風電利用小時數高出1倍多。  

赤泥的環保處理  

電解鋁生產過程中有不少廢棄物產生,赤泥無疑是其中分量最重的污染源。赤泥在還不能大量利用的情況下,需建設赤泥堆場進行集中堆放,稍不注意就會為環境產生很大的影響。2013年,《中國青年報》就大幅報道了信發鋁業在山東茌平的赤泥亂排放,令當地農業減產,村民健康受到影響,生活飲水困難的問題。  

隨著環境污染問題的日趨受到重視,近年來,國外已有鋁企將赤泥由管道輸送到堆場附近,經壓濾系統進一步過濾,使赤泥固體含量達到75%左右,再用皮帶機或卡車等送入堆場。這樣處理的優點是赤泥可堆放于平地和山坡,赤泥壓實后滲透性很弱,赤泥底部不需要采取特殊的防滲措施,而且有效減少占地,利于場區及周圍的環境美化。  

我國一直重視赤泥綜合利用工作,開展了多學科、多領域的綜合利用技術研究工作。赤泥的成分、性質的差異,決定了不同的赤泥利用方法。赤泥及其附液具有強堿性,同時含有可再生利用的氧化物和多種有用金屬元素,成為赤泥再生利用的基礎。赤泥中含有較高的CAO,SO2,可用來生產硅酸鹽水泥及其它建材;利用其SO2、Al?O?、CaO、MgO的含量特征及少量的TiO?、MnO、Cr?O?可以生產特種玻璃;同時,赤泥中含有豐富的鐵、鈧、鈦等有價金屬;赤泥具有強堿性及鐵礦物含量較高、顆粒分散性好、比表面積大、在溶液中穩定性好等特點,在環境修復等領域具有廣闊的應用前景。  

赤泥可作為建材原料,我國將赤泥作為原料生產硅酸鹽水泥已有40余年的歷史。20世紀60年代分別在鄭州鋁廠和山東鋁廠河南分公司和山東分公司)配套建設了水泥廠,目的是將赤泥作為水泥生產原料之一,減少或防止赤泥排放,該利用措施確實在兩廠得以實施。水泥分廠長期累計利用赤泥2000多萬t,到目前為止是綜合利用赤泥量最大的方式。赤泥作燒結空心磚等建筑材料的原料也進行了研究和運用,目前已有赤泥磚等墻體材料的生產和運用,若得到推廣,也將是赤泥利用的主要方向。在2009年,中國鋁業公司已利用赤泥、廢渣、粉煤灰、廢棄石灰石等作為原料共生產水泥392萬噸。  

赤泥還可以代替石灰石用作燃煤固硫劑赤泥是由鋁土礦制造氧化鋁過程中產出的工業廢渣,含有豐富的CaO。早期的研究表明,赤泥同石灰石一樣,具有一定的脫硫性能。我國的赤泥資源比較豐富,但目前這些赤泥多被堆放,如果作為固硫劑使用,可以使兩種對環境十分有害的廢棄物得以中和,特別是含堿赤泥,原有的堿性及水硬性得以減弱或消除,達到以廢治廢的目的。  

2017年將是我國電解鋁去產能和綠色生產轉型的關鍵一年。經過2016年一年的艱苦工作和深刻進展,明年我國鋁企若能在環保用電和廢棄物處理上取得大跨步的進展,我國電解鋁行業有望在“中國制造2025”計劃中得到新一個豐收年。


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