高铝煤与铝工业的不解之缘

2014年07月04日 15:14 6686次浏览 来源:   分类: 新技术   作者:

    大自然的偏爱和慷慨赋予,使高铝煤与铝工业结下的不解之缘业己显现,这对高铝煤炭业与铝工业而言,既是挑战更是机遇。
    说它是挑战,是由于迄今为止,如何遵循循环经济法使物尽其用,把高铝煤及其孪生物高铝粉煤灰、高铝煤矸石开发利用资源产出率最大化尚无完美地成功案例。自从蒙西鄂尔多斯、乌海一带发现高铝粉煤灰以来,相去20多年人们终于改变了煤炭业眼里只有煤、铝工业眼里只有铝土矿的传统观念,开始关注高铝粉煤灰、高铝煤矸石的综合高附加值开发利用。但企业还必须攻坚克难,加大研发力度不断创新。
    说它是难得的机遇,是因为高铝煤及其孪生物高铝粉煤灰、高铝煤矸石的潜在价值一旦被挖掘,可以创造出前所未有的巨大经济效益、社会效益、生态效益。
    信息显示:蒙西从事以加工高铝粉煤灰,制取氧化铝的企业己有多家,除了大唐集团己投产的20万吨外,包括大唐在内的7家企业规划产量总计超800万吨,这表明高铝粉煤灰的价值己逐渐为业界所认同。高铝煤与铝工业的不解之缘,有望进一步深化。
降低灰霾排放量
    燃煤排放物灰霾是大气污染的主要来源,在全民向雾霾、污染宣战的大环境下,高铝煤产地鄂尔多斯煤炭业首当其冲地遭到冲击。据报道,受环境污染影响,该地区部分企业亏损甚至减产停产。长此以往必将影响整个铝工业的健康发展。
为此,高铝煤炭业与铝工业应联手应对,加大研发力度,扭转困境转型升级,开创绿色、环保应用新局面。
    应从燃煤清洁化应用着手。按内蒙规划,杜绝原煤输出,对原煤进行洗选,把洗精煤灰分降到1~2%。从而大幅度降低灰霾排放。发电、供热应选用流化床锅炉。可使燃烧率达99%,脱硫率达90%以上,氮氧化物排放降到标准要求以下。洗选矸用以发电,同样选用流化床锅炉,在发电的同时,热激活矸中铝硅酸盐,分别予以提取,Si02提出率将可达90%(低于90%,可二次提取),氧化铝提取率应高于90%。其它有价成分也应尽可能予以提取。
    以准格尔高铝煤为例,原煤灰分A1203含量54%,Si02含量37%,经洗选后洗选矸A1203含量43%、Si02含量30%、残煤20%。发电后排放的矸石灰、铝硅酸盐分解,其中A1203经煅烧比表面增大且具有一定活性,但还不能在常温常压条件下溶于氢氧化钠溶液,而Si02活性最高,可在常温常压条件下溶于氢氧化钠溶液,生成硅酸钠。经过滤液固分离,固体物料中残留Si02不到4%,A/S>10,可以用串联法加工制取氧化铝;硅酸钠溶液可深加工成多种高附加值产品,其产值高于氧化铝。吨高铝煤洗选矸产率为20%,每选5吨煤可产洗选矸1吨,每吨洗选矸可产出氧化铝0.38吨、活性硅0.32吨,两项共可创产值2870元,亦即每吨高铝煤副产洗选矸可创产值570元,高于每吨坑口煤本身产值。
    除了上述开发利用方式外,还可利用煤矸石发电。以洗选矸与精煤取代国内外通常使用的高岭土、氧化铝、木灰,石油焦等高价原料,以电热法炼制铝硅钛合金。据粗略估算,炼制1吨含铝58%上下、含硅35%上下、含钛2~3%的中间合金,约需高铝洗选矸3吨、精选煤0.8吨、沥青100公斤、电耗13000度,按矸石发电每度成本0.2元计,吨合金成本约在6500~7000元之间,低于废杂铝价,合金售价按成份计算,其市价约在13000元上下。中间合金与再生铝、废杂铝掺配生产各种牌号共晶铸造合金及亚共晶变形合金,尤其是亚共晶变形合金,是废杂铝加工改性优化提质增效,转型升级最为便捷、最为有利的途径,由中间合金与废杂铝共熔合成的LD2代用品,可广泛于建筑业,制造业等领域,尤其是运输业、汽车零部件、车体、轨道列车车体、运货车车箱等诸多方面,其机械性能具有技术优势,市场空间巨大。
    对于铝工业而言,高铝精选煤还可以取代石油焦、沥青焦,用以生产煤-沥清焦,制作铝用阳极、阴极炭块。煤-沥清焦的理化性能,可视同沥清焦,但其成本将大幅度下降。
增加氧化铝提取率
    高铝粉煤灰加工方式、工艺技术尚处于初创阶段,其经高温煅烧后大部分铝硅酸盐莫来石化。沿用石灰石烧结法需要添加大量石灰石,不符合减量化要求,目前尚无完美的处置方案,而酸法——不论哪种酸——酸污染、酸腐蚀如何化解仍是未知数。
    因而,另辟蹊径研发新的生产工艺十分必要。目前较好的加工方式是以微波拜耳法制取氧化铝,常压中低温浓碱方式提取氧化硅,按己达到的技术水平测算,氧化铝提取率达85%,氧化硅提取率约50%,余渣用以生产建材或作它用,改善的余地仍然很大。
    并且与国内一水硬铝石、进口三水铝石相比其优势明现。以进口矿三水硬铝石为例,常温常压溶出工艺简便,每3吨矿产出氧化铝1吨、铁粉1吨(吨价1000元),合计产值3500元,每吨矿平均产值1200元,矿石到岸价50美元/吨。高铝粉煤灰同样以3吨计,每3吨可产出氧化铝1.1吨,产出活性硅0.7吨(吨价6000元),合计产值7000元,平均每吨灰创产值2300元,每吨灰价60元。进口矿除了产出氧化铝、铁粉外,还产出固体废弃物约1吨,而利用粉煤灰制取氧化铝、活性硅,虽然也有1吨固体废弃物产出,但却同时消化约2吨固体废弃物,为社会、生态建设作出贡献,两相比较,孰优孰劣一目了然。
    高铝煤炭业与铝工业如能进一步优化结构,将有望互利双赢,对其他工业行业而言具有借鉴意义。此外,高铝煤与铝工业的合作还会惠及普通煤炭业及与铝土矿相关产品、产业。
清洁用煤大势所趋,我国现堆存粉煤灰60亿吨、煤矸石40亿吨,燃煤入选率将大幅度提高,洗选矸产量将快速增长。矸石发电比率也必将逐年增加,在矸石发电过程中,被热激活的铝硅酸盐矿物必然会引起人们的重视。
    我国北方普通煤矸石的矿物成分中,铝硅酸盐含量在50~70%之间,山西、河南煤矸石铝硅酸盐含量多在65%上下,如采用技术得当,吨矸可制取氧化铝200公斤以上,制取活性硅400公斤以上,铁粉适量。
    在优化结构的大趋势中,由于洗选矸的快速增长,矸石发电必将不断扩张。目前我国煤矸石年产量约8亿吨,其中约3亿吨用以发电、3.1亿吨用于生产水泥、建材。按目前年发电消化矸石3亿吨、矸中铝硅酸盐含量60%计算,每年将会产出氧化铝7000万吨、活性硅1.3亿吨、发电2400亿度,可实现产值9000亿元,是目前年产值的9倍。能够完全满足国内市场需求,并适度提升耐火材料出口。
    随着经济结构的优化转型、科技的进步和人们思维方式的不断变化,上文展望变为现实的可能性是客观存在的。事在人为,当代人应勇于担当,尤其是要在保护资源、保护生态环境方面下功夫,补偿长期以来以牺牲生态环境、浪费资源为代价,换取GDP而欠下的旧账,别让铝工业为污染埋单,通过高铝煤与铝工业的共融,为经济发展、生态保护出力,实现高铝煤的高效利用,促进铝工业健康、持久发展。

责任编辑:宁天

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