高铝粉煤灰：进入生活圈的资源
发布时间: 2016-04-20 11:55 查看: 1932次
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煤，除了发电和制备煤化工产品，还与我们的日常用品密切相关。在走访了国家能源高铝煤炭资源开发利用重点实验室及内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司之后，记者惊讶地发现在一张雪白的办公用纸上、一袋清新洁净的洗衣粉里都有可能找到煤的影子，因为这些产品当中都可以加入从粉煤灰中提取加工的化工填料。 “高铝粉煤灰提取氧化铝多联产不仅仅是传统意义上的粉煤灰综合利用项目，而是要以这个项目为基础，形成粉煤灰全组分循环利用的产业链。”国家能源高铝煤炭资源开发利用重点实验室主任孙俊民向记者介绍说。 氧化铝提取已实现产业化 “高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术，目前已经实现产业化。”孙俊民介绍说，大唐集团于2008年兴建了年处理50万吨高铝粉煤灰的产业化示范项目，设计年产氧化铝20万吨。该项目于2013年10月达产，大唐国际再生资源开发有限公司成为国内外唯一商业化运行的高铝粉煤灰提取氧化铝企业。 据介绍，该项目达产以来运行平稳，每月可产氧化铝1.67万吨，产品质量、能耗、物耗等指标也达到设计要求。目前每吨氧化铝的车间生产成本与烧结法生产氧化铝基本持平。 为了鼓励企业综合开发利用高铝粉煤灰资源，2011年以来，国家发展改革委专门制定了《关于加强高铝粉煤灰资源开发利用的指导意见》。同年3月，国家发展改革委在产业结构调整指导目录中，又把高铝粉煤灰综合利用列入鼓励类行业条目。 “粉煤灰的综合利用并不是一件新生事物。”孙俊民说。在上世纪八十年代全国第二届粉煤灰综合利用大会上，原国家计委副主任叶青就提出，粉煤灰做建材仍属大宗常规利用，粉煤灰利用的探索重点应放在提取铝等有价元素方面。 2003年以来，科研人员发现，在内蒙古中西部和山西北部的部分煤田，蕴藏着丰富的高铝煤炭资源。这种高铝煤燃烧产生的粉煤灰，氧化铝含量在38%~50%，开发价值很高。之后国内的很多企业、科研机构闻风而动，纷纷进行技术开发和产业化探索。而大唐国际能够实现产业化，孙俊民有3个体会。 第一个是得益于研究机构和企业共同开发的模式。大唐国际与清华大学从技术开发源头合作，协同创新，实现了工艺设备流程、生产成本与市场的有机融合，一切技术路线不是纸上谈兵，而是在合作机制上瞄准产业化。 其次是接地气。工艺技术借鉴行业相关经验，在原有铝土矿生产氧化铝技术基础上进行了大量创新和改进，从设计到设备选型、工艺路线的确定与生产管理等都有一定的产业基础可供借鉴。 最后是信心坚定。从发现高铝粉煤灰至今，大唐国际一直致力于相关技术开发与产业探索，攻克了一个又一个生产技术难关，在粉煤灰利用产业方向上总投入超过80亿元，尤其在当前铝产品价格大幅下跌、市场低靡的外部环境下，粉煤灰提取氧化铝多联产示范在节能降耗与副产品应用方面取得了一系列新的突破。 从燃料到基础原料 煤炭是我国最主要的化石燃料，煤中蕴藏的大量无机元素通常被当作灰分或有害物质，而通过科技创新能够把煤中无机组分转化为各类有用产品，实现煤炭从燃料向基础原料的转化。 利用高铝粉煤灰生产氧化铝，对我国铝业健康发展和环境保护意义重大。但孙俊民带领的国家能源高铝煤炭资源开发利用重点实验室并没有将目光囿于单一项目开发，而是力求将粉煤灰全组分资源化利用。 针对高铝粉煤灰预脱硅过程产出的活性硅酸钙，研发人员将其在市场应用方面进行了许多创新，最典型的例子就是造纸。 目前，我国每年生产1亿吨纸张。在传统的造纸工艺中，原料中至少含有80%的木浆，而我国木浆大多从俄罗斯、加拿大进口，对外依存度已超过70%，且价格昂贵。“活性硅酸钙多孔的性质能与植物纤维很好结合，生产高填料造纸成为可能。目前实验室可将活性硅酸钙添加到70%，工业生产线上可添加50%，每吨纸可节约300公斤木浆。”孙俊民说，活性硅酸钙用于造纸行业节能减排意义重大，但仍需加强产业化推广、建立标准、降低运输成本。而塑料生产与活性硅酸钙的结合已被列为“十三五”的重要发展方向。 “塑料在生产过程中被加热，排放挥发性有机物，添加的活性硅酸钙可以吸附挥发的有机物，从源头减排污染气体。活性硅酸钙还能改进塑料性质、提高力学强度及抗老化性、节约树脂。”孙俊民说。 提炼氧化铝、活性硅酸钙之后，剩下的就是硅钙渣。正常生产过程中，每提取一吨氧化铝需要使用粉煤灰2.5吨左右，产生硅钙渣2.2到2.7吨。“因为烧结法中需加入石灰石，所以提取一吨氧化铝产生硅钙渣的量与使用粉煤灰的量基本相当。”孙俊民释疑道。 硅钙渣最早被用作生产水泥，但还需利用电石渣脱除硅钙渣中的碱，虽然技术可行，但成本较高，经济上走不通，硅钙渣不脱碱怎么利用？ 制作新型建材硅钙板、与粉煤灰协同利用打路基、代替水泥制混凝土……每一个项目遵循的原则都是成本降低、性能达标以及大规模消纳固废。 顶层设计是关键 国家能源高铝煤炭资源开发利用重点实验室的技术开发路线已经从过去的粉煤灰综合利用项目调整为现在的以粉煤灰为载体，形成有色冶金、造纸塑料、化工、建材、道路、生态修复等多个方向。 要有机地把十几个行业组成循环的全产业链，孙俊民寄希望于当地“十三五”的发展规划及其有效落实：“要遵循国家倡导的调结构、转方式，从循环经济的高度进行顶层设计，从产业全生命周期的角度规划路径。” “资源的综合利用一定是在一个区域范围内，多种资源协同利用，这是循环经济的重要组成部分。”孙俊民举例粉煤灰用于生态修复的课题时说，“利用粉煤灰、硅钙渣、脱硫石膏、城市污泥等资源进行盐碱地改良、沙漠化治理，才可能彻底解决内蒙古的固废问题，不论怎样利用，针对我国西北大型煤电基地，大量固废最后都要回到土壤。” 孙俊民同时提出，生态修复的项目由于难度大、有滞后性，不能立竿见影。“需要与生态、农业科研单位联合攻关。成果鉴定之后还要依靠政府协调，科技、环保、农业、生态等部门结合推广，力争实现政府、企业、资本的力量联合推动。” 多年来对环保与资源综合利用的产业实践与探索，日益强化了孙俊民对传统产业的忧患意识。从环境保护与资源的战略储备角度，他建议，我国应对有限的宝贵铝土矿资源实行保护性或部分限制性开采，氧化铝的原料来源应以进口铝矿和高铝粉煤灰为主。 “由于我国铝土矿比较匮乏，掠夺式开采造成的植被破坏难以恢复。另一方面，准噶尔盆地的部分煤炭资源，燃烧产生的粉煤灰中氧化铝潜在资源总量远超过我国已探明的铝土矿储量。”利用高铝粉煤灰生产氧化铝，既促进铝业健康发展又带动造纸、建材行业节能减排，孙俊民认为有关部门应该加大税收优惠及示范项目扶持力度，促进粉煤灰提取氧化铝产业的健康发展，并以此为核心建设我国具有重大战略意义的高铝煤炭循环利用产业布局。 |
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