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龔仕建
我國(guó)儲(chǔ)量高達(dá)10億噸的低品質(zhì)高硫鋁土礦,因“硫”對(duì)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的嚴(yán)重危害,而長(zhǎng)期被氧化鋁行業(yè)視為“雞肋”。西安建筑科技大學(xué)陳延信教授團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十余年的研究探索,終于攻克氧化鋁工業(yè)這一“卡脖子”難題,在低品質(zhì)鋁土礦焙燒提質(zhì)理論與技術(shù)上取得重大突破。項(xiàng)目成果應(yīng)用一年即新增產(chǎn)值22.78億元,使長(zhǎng)期沉寂的“呆礦”成為了鼓足企業(yè)“糧袋子”的“金礦”。
鋁土礦是生產(chǎn)氧化鋁和鋁的最主要原材料,被列為我國(guó)戰(zhàn)略性緊缺礦產(chǎn)資源。我國(guó)鋁土礦儲(chǔ)量?jī)H占全球儲(chǔ)量的3%,且多為低品質(zhì)礦,其中20%左右屬于高硫鋁土礦,無(wú)法直接用于拜耳法氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程。而我國(guó)每年從國(guó)外進(jìn)口鋁土礦高達(dá)1億噸,對(duì)外依存度超過(guò)60%。
在傳統(tǒng)工藝中,高硫鋁土礦中的硫進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)流程后,不僅會(huì)使鋼制設(shè)備腐蝕并引起泄漏,而且會(huì)降低氧化鋁產(chǎn)率和品質(zhì),使生產(chǎn)能耗大幅上升。如何有效解決硫的脫除問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)高硫鋁土礦的經(jīng)濟(jì)高效利用,成為長(zhǎng)久以來(lái)困擾我國(guó)氧化鋁工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的“卡脖子”難題。
陳延信教授科研團(tuán)隊(duì)從2012年開(kāi)始進(jìn)行高硫鋁土礦焙燒提質(zhì)技術(shù)研發(fā),經(jīng)過(guò)大量的基礎(chǔ)研究和小型試驗(yàn),提出“干法制粉-稀相流態(tài)化焙燒”的工藝技術(shù)路線,并構(gòu)建了高硫鋁土礦稀相流態(tài)化焙燒中試系統(tǒng)。歷經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的條件試驗(yàn)和連續(xù)性驗(yàn)證試驗(yàn),對(duì)工藝流程、單體設(shè)備結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)耦合方式和工藝控制參數(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化,開(kāi)發(fā)出高硫鋁土礦稀相懸浮焙燒提質(zhì)工藝技術(shù)及成套裝備。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)我國(guó)六個(gè)區(qū)域高硫鋁土礦開(kāi)展了評(píng)價(jià)試驗(yàn),均取得良好效果。
西安建大科研團(tuán)隊(duì)技術(shù)人員在生產(chǎn)線施工現(xiàn)場(chǎng)
2020年,西安建筑科技大學(xué)以單一技術(shù)來(lái)源方式EPC總承包國(guó)家電投集團(tuán)貴州遵義產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司200萬(wàn)噸/年高硫鋁土礦焙燒工程建設(shè)項(xiàng)目,這也是世界上首條百萬(wàn)噸級(jí)高硫鋁土礦脫硫大型工業(yè)化生產(chǎn)線。2021年8月建成投產(chǎn)至今系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定正常,平均喂料量達(dá)到280t/h,硫化物型硫和有機(jī)碳脫除率達(dá)到95%以上,同時(shí)顯著提高了氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。
國(guó)家電投集團(tuán)貴州遵義產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司200萬(wàn)噸年高硫鋁土礦焙燒提質(zhì)工業(yè)示范線
技術(shù)成果應(yīng)用一年來(lái),新增高品質(zhì)鋁土礦200萬(wàn)噸,新增產(chǎn)值22.78億元,降低資源成本4億元。由于“呆礦”資源得到有效利用,“糧袋子”鼓了,該企業(yè)也成為2022年貴州省唯一滿負(fù)荷生產(chǎn)的氧化鋁企業(yè)。
今年9月,中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)賈明星、中國(guó)工程院院士何季麟和澳大利亞科學(xué)院院士、中國(guó)工程院外籍院士余艾冰等7位行業(yè)專(zhuān)家對(duì)“低品質(zhì)鋁土礦焙燒提質(zhì)理論與技術(shù)”成果進(jìn)行了評(píng)價(jià)鑒定。專(zhuān)家組認(rèn)為該技術(shù)屬?lài)?guó)際首創(chuàng),是一項(xiàng)重大原創(chuàng)性科技成果,為我國(guó)高硫鋁土礦的高效高質(zhì)利用和氧化鋁工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支撐,資源環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著,整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
據(jù)介紹,在我國(guó)貴州、河南和山西等地區(qū),高硫鋁土礦資源量超過(guò)10億噸。該技術(shù)可將這些原來(lái)無(wú)法利用的高硫高碳鋁土礦變成高品質(zhì)有效資源。全面推廣應(yīng)用后,預(yù)期新增資源價(jià)值5000億元以上。
值班編輯:賈凱璐