.10 工程科学学报，第44卷，第X期 利用廉价煤炭资源以及较大的环境容量，建设大 性能，杜绝溃坝危险，保证赤泥堆场的安全运行 型铝电解企业.由此改变我国铝电解厂能源成本 为达到此目的，必须严格实施赤泥干法堆存的环 过高的局面，解决我国铝治炼能源结构不合理的 境管理法规和制度，严格执行赤泥堆场的安全巡 问题 检、坝体稳定性预报和周边土壤全天候在线检测. 4.4铝冶炼生产过程实施优质、节能、低耗战略， 赤泥大规模资源化利用的主要目的是大规模 提高成本竞争力 消纳、利用赤泥，减少赤泥堆存量，变废为宝，实现 我国铝冶炼生产过程必须加快实施优质、节 赤泥大规模资源化利用.为此需要与其他大型产 能、低耗战略，降低运行成本，提高核心竞争力 业部门加强合作，利用赤泥所含物质的类似性、相 需要开发如下技术，以达此目的 容性，加快开发出可大批量使用消纳赤泥的技术， 4.4.1我国氧化铝生产急需开发的生产技术 生产出可用于建筑材料工业、冶金工业、化学工 ①①高硫、高硅一水硬铝石矿的高效经济处理 业、环境工业所需的原材料和辅助添加剂，如钢铁 生产氧化铝技术，主要目的是解决采用低成本技 冶金的辅助材料、处理酸性废水、废料、废气的中 术处理高硫、高硅一水硬铝石矿生产氧化铝的难题. 和材料、特种建筑材料等.鉴于这些工业部门消 ②脱除铝酸钠溶液中有机物（草酸钠）的技 纳能力巨大，可望实现赤泥大规模资源化利用 术，主要目的是消除铝土矿中的有机物（草酸钠） (2)尽快开发出铝电解废槽衬、铝灰固体危废 对拜耳法流程的不利影响 的高值资源化利用技术 ③拜耳法生产深度节能技术，主要目的是进 铝电解铝灰和废槽衬的高值资源化利用是处 一步节能降耗，降低生产成本 理铝电解固体危废的重要技术，关键是要采用分 4.4.2我国铝电解生产急需开发的生产技术 类处理的方法，进行有价成分的高效分离、回收再 ①提高电流密度和电流效率的技术，主要目 生，实现高值资源化利用. 的是通过铝电解厂物理场的进一步研究及控制系 铝电解铝灰中氧化铝、氯化铝和金属铝的质 统的升级，提高电流效率及电流密度，达到深度节 量分数达80%以上，经处理制取铝化合物或短流 能的目的 程处理后作为原料返回铝电解槽是高值利用的主 ②降低铝电解阳极效应系数及效应时间的技 要方法.为此需要开发出脱氮、转相和高铝料回 术，主要目的是大幅度降低效应系数及效应时间， 收利用技术 提高铝电解厂生产的稳定性，减排多氟化碳温室 废槽衬包括废阴极炭块、废侧衬和废耐火材 气体 料.为实现资源化利用目的，需要开发出将废料分 ③石油焦深度脱硫技术，主要目的是减少炭 类处理，采用物理或化学的方法分离其中的主要 阳极中的硫含量，达到铝电解减排二氧化硫的目的 成分和杂质组成，分别加以资源化利用. 4.5实施我国铝冶炼工业可持续发展的环境战略 5 结论 4.5.1铝冶炼工业烟气的深度净化及达标排放 我国铝冶炼工业烟气的处理主要包括降尘、 (1)我国铝冶炼工业产量规模世界第一，开发 脱硫、脱硝、脱氟和脱除挥发性有机物，需要实施 应用了一大批适合我国铝土矿资源、能源特点的 清洁生产、排放烟气深度净化两种方法解决 重大关键技术，整体上达到了世界先进技术水平， 铝冶炼工业有害烟气中含有CO2及多氟化 满足了国家经济快速发展的需求 碳、沥青烟、挥发性有机物等，重点开发在生产过 (2)我国铝冶炼工业发展面临的主要挑战有： 程严格控制工艺条件、降低排放量的技术，如降低 产能过大、布局不合理、铝土矿资源品质较差、优 铝电解厂阳极效应系数及时间、炭阳极焙烧炉烟 质石油焦短缺、能源过于依赖火电、节能降耗与 气充分燃烧等技术，以减少外排量.对于烟气中其 国际先进指标仍有差距而竞争力较差、环境污染 他有害物质则采用相应的降尘、脱硫、脱硝技术 严重且缺乏关键治理技术等 保证外排烟气的达标排放 (3)我国铝冶炼工业发展的主要战略是：严控 4.5.2铝冶炼工业固废的安全堆存及资源化利用 产能的无序过快扩张并合理布局，优化资源、能源 (1)大力开发赤泥安全堆存及大规模低成本资 的供应结构，实施优质、节能、低耗的产业发展战 源化利用技术 略以提高核心竞争力，加快实现废气、废水和固废 赤泥安全堆存的目的是确保赤泥堆场的防渗 的达标排放及资源化利用，实现我国铝冶炼工业利用廉价煤炭资源以及较大的环境容量，建设大 型铝电解企业. 由此改变我国铝电解厂能源成本 过高的局面，解决我国铝冶炼能源结构不合理的 问题. 4.4    铝冶炼生产过程实施优质、节能、低耗战略， 提高成本竞争力 我国铝冶炼生产过程必须加快实施优质、节 能、低耗战略，降低运行成本，提高核心竞争力. 需要开发如下技术，以达此目的. 4.4.1    我国氧化铝生产急需开发的生产技术 ①高硫、高硅一水硬铝石矿的高效经济处理 生产氧化铝技术，主要目的是解决采用低成本技 术处理高硫、高硅一水硬铝石矿生产氧化铝的难题. ②脱除铝酸钠溶液中有机物（草酸钠）的技 术，主要目的是消除铝土矿中的有机物（草酸钠） 对拜耳法流程的不利影响. ③拜耳法生产深度节能技术，主要目的是进 一步节能降耗，降低生产成本. 4.4.2    我国铝电解生产急需开发的生产技术 ①提高电流密度和电流效率的技术，主要目 的是通过铝电解厂物理场的进一步研究及控制系 统的升级，提高电流效率及电流密度，达到深度节 能的目的. ②降低铝电解阳极效应系数及效应时间的技 术，主要目的是大幅度降低效应系数及效应时间， 提高铝电解厂生产的稳定性，减排多氟化碳温室 气体. ③石油焦深度脱硫技术，主要目的是减少炭 阳极中的硫含量，达到铝电解减排二氧化硫的目的. 4.5    实施我国铝冶炼工业可持续发展的环境战略 4.5.1    铝冶炼工业烟气的深度净化及达标排放 我国铝冶炼工业烟气的处理主要包括降尘、 脱硫、脱硝、脱氟和脱除挥发性有机物，需要实施 清洁生产、排放烟气深度净化两种方法解决. 铝冶炼工业有害烟气中含有 CO2 及多氟化 碳、沥青烟、挥发性有机物等，重点开发在生产过 程严格控制工艺条件、降低排放量的技术，如降低 铝电解厂阳极效应系数及时间、炭阳极焙烧炉烟 气充分燃烧等技术，以减少外排量. 对于烟气中其 他有害物质则采用相应的降尘、脱硫、脱硝技术 保证外排烟气的达标排放. 4.5.2    铝冶炼工业固废的安全堆存及资源化利用 (1) 大力开发赤泥安全堆存及大规模低成本资 源化利用技术. 赤泥安全堆存的目的是确保赤泥堆场的防渗 性能，杜绝溃坝危险，保证赤泥堆场的安全运行. 为达到此目的，必须严格实施赤泥干法堆存的环 境管理法规和制度，严格执行赤泥堆场的安全巡 检、坝体稳定性预报和周边土壤全天候在线检测. 赤泥大规模资源化利用的主要目的是大规模 消纳、利用赤泥，减少赤泥堆存量，变废为宝，实现 赤泥大规模资源化利用. 为此需要与其他大型产 业部门加强合作，利用赤泥所含物质的类似性、相 容性，加快开发出可大批量使用消纳赤泥的技术， 生产出可用于建筑材料工业、冶金工业、化学工 业、环境工业所需的原材料和辅助添加剂，如钢铁 冶金的辅助材料、处理酸性废水、废料、废气的中 和材料、特种建筑材料等. 鉴于这些工业部门消 纳能力巨大，可望实现赤泥大规模资源化利用. (2) 尽快开发出铝电解废槽衬、铝灰固体危废 的高值资源化利用技术 铝电解铝灰和废槽衬的高值资源化利用是处 理铝电解固体危废的重要技术，关键是要采用分 类处理的方法，进行有价成分的高效分离、回收再 生，实现高值资源化利用. 铝电解铝灰中氧化铝、氮化铝和金属铝的质 量分数达 80% 以上，经处理制取铝化合物或短流 程处理后作为原料返回铝电解槽是高值利用的主 要方法. 为此需要开发出脱氮、转相和高铝料回 收利用技术. 废槽衬包括废阴极炭块、废侧衬和废耐火材 料. 为实现资源化利用目的，需要开发出将废料分 类处理，采用物理或化学的方法分离其中的主要 成分和杂质组成，分别加以资源化利用. 5    结论 (1) 我国铝冶炼工业产量规模世界第一，开发 应用了一大批适合我国铝土矿资源、能源特点的 重大关键技术，整体上达到了世界先进技术水平， 满足了国家经济快速发展的需求. (2) 我国铝冶炼工业发展面临的主要挑战有： 产能过大、布局不合理、铝土矿资源品质较差、优 质石油焦短缺、能源过于依赖火电、节能降耗与 国际先进指标仍有差距而竞争力较差、环境污染 严重且缺乏关键治理技术等. (3) 我国铝冶炼工业发展的主要战略是：严控 产能的无序过快扩张并合理布局，优化资源、能源 的供应结构，实施优质、节能、低耗的产业发展战 略以提高核心竞争力，加快实现废气、废水和固废 的达标排放及资源化利用，实现我国铝冶炼工业 · 10 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期