東北大學:氧化鋁生產技術發(fā)明破解世界性難題
表面處理網訊日前中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織專家對東北大學張廷安教授團隊完成的大規(guī)模低成本無害化處理拜耳法赤泥技術和鈣化-碳化法高效利用中低品位鋁土礦清潔生產氧化鋁技術進行鑒定一致認為兩項技術成果均達到國際領先水平
據(jù)悉兩項技術突出之處在于應用該技術處理鋁硅比3.29的鋁土礦,其氧化鋁溶出率高達86%較傳統(tǒng)方法不到70%取得大幅提高同時使傳統(tǒng)方法產生并無法利用的廢棄物高堿性赤泥堿回收率提高95%以上氧化鋁回收率50%以上變廢為寶破解了赤泥無法經濟可行利用的這一世界性難題目前兩項技術發(fā)明形成了15項系列發(fā)明專利2項國際PCT專利并在實驗室建立了年處理5萬噸的擴試規(guī)模試驗線
據(jù)了解氧化鋁是生產金屬鋁的基礎原料也在陶瓷醫(yī)藥電子機械等行業(yè)用作有機反應催化劑研磨劑拋光劑耐火材料等與國民經濟的關聯(lián)度高達90%以上我國氧化鋁產量每年約5000萬噸約占世界的50%是全球最大的氧化鋁生產國傳統(tǒng)的生產氧化鋁的拜耳法(使用率高達99%)存在兩個基本缺陷一是對鋁土礦的品位要求高二是產生大量高堿性赤泥其中平均每生產1噸氧化鋁附帶產生1~2噸赤泥,且赤泥因無經濟可行的利用方法而建壩堆存不但危害環(huán)境而且占據(jù)大量空間赤泥的利用是世界性難題
而我國鋁土礦資源70%屬于中低品位礦大量需要進口對外依賴度達50%以上如何有效利用中低品位鋁土礦一直是我國氧化鋁工業(yè)的技術瓶頸問題張廷安教授帶領的特殊冶金創(chuàng)新團隊從改變赤泥中平衡固相結構出發(fā)經過十幾年的潛心研究提出了理論上不含堿不含鋁的新型結構的赤泥由此取得以上兩項技術發(fā)明不僅從理論上擺脫了拜耳法生產氧化鋁對鋁土礦鋁硅比品位的限制實現(xiàn)了利用低品位鋁土礦生產氧化鋁而且實現(xiàn)大幅度降低赤泥中鈉和鋁的含量從根本上解決了赤泥的大規(guī)模低成本無害化和資源化是氧化鋁生產的顛覆性技術
在技術創(chuàng)新的基礎上兩項技術還在工業(yè)上進行了廣泛實踐包括在赤泥出口直接進行高效清潔利用開發(fā)了鈣化與碳化反應裝置建立了擴試示范系統(tǒng)等為該技術的工業(yè)化提供了裝備基礎
據(jù)悉兩項技術的研發(fā)成功對我國的氧化鋁工業(yè)具有重大意義相當于可使我國鋁土礦資源擴大2~3倍延長鋁土礦使用年限30年以上可擺脫氧化鋁行業(yè)對進口礦物的依賴同時使用該技術處理中低品位鋁土礦生產成本較現(xiàn)有方法每噸可降低400~500元應用該技術將現(xiàn)有赤泥中的含堿量由4%~6%降低0.12%~0.20%每噸赤泥經濟效益可達150元以上并且每年降低赤泥堆場運行維護費用6000萬元以上如果我國普遍采用該技術氧化鋁生產每年額外可獲得經濟效益500億元如現(xiàn)有的拜耳法赤泥全部采用該方法處理則可以產生經濟效益近千億元具有顯著的社會效益和經濟效益