工程科学学报，第44卷，第X期 我国北方山西、河南等地区拥有较多的、规模 我国铝电解工业的能源成本主要是用电成本 较大的氧化铝厂，且分布集中.由于数十年来的过 我国铝电解工业主要依靠网电供电，由于网电电 度开采，当地铝土矿区品位下降、严重贫化、甚至 价较高，导致我国铝电解平均能源成本属世界上 枯竭，目前供矿铝硅比基本处于4.0~5.0，造成氧 最高，达到678$，远高于除中国外其他国家平 化铝生产中的矿耗和碱耗很高而缺乏竞争力，已 均能源成本475$，如图4所示，图4数据根据百川 难以支撑当地较大规模的氧化铝工业.为此，我国 盈孚报告和世界铝业协会网站]统计获得.加 铝土矿进口量近年来呈逐年增长趋势.据中国海 拿大、俄罗斯以及中东地区铝电解厂的能源成本 关统计数据，2019年我国共进口铝土矿已超过 最低.因此能源成本高是我国铝电解工业最大的 1亿吨，对外依存度已超过50% 劣势 800 678 700 649 593 600 524 46 518 482 472 475 500 398 400 300 268 200 100 Africa Asia Australia Canada Central China CIS Europe Middle United World Ex world and East States South America Region 图4世界主要国家地区平均能源成本统计 Fig.4 Average energy cost in major countries/regions 内蒙古、新疆具有丰富的煤炭资源和较低火 必由之路 力发电成本，在国内甚至国际上具有较强的竞争 1.2我国铝冶炼工业的技术现状 力.因此，在电解铝厂布局中应重点考虑电价问 1.2.1我国铝冶炼工业技术水平及其技术特点 题，将电价较高的河南、山西、甘肃等地的电解铝 我国氧化铝工业经过近70年的发展，开发出 产能逐步转移到电价较低、且运输物流成本也较 了处理中低品位一水硬铝石矿的高效强化拜耳法 低的内蒙古和水电资源丰富的云南、四川等省区 技术，实现了高循环效率、系统节能拜耳法的全面 1.1.3环境污染及治理状况 应用，各关键工序的装备大型化、节能化，使我国 我国铝工业产能巨大、分布集中，造成局部的 处理一水硬铝石矿生产氧化铝的技术水平已处于 工业污染严重 世界领先水平 我国氧化铝企业集中在山东、山西、河南和广 我国铝电解工业经过近70年的发展，提出并 西，部分地级城市拥有几百万吨、甚至上千万吨氧 实现了低极距、低槽电压、低槽温、低电耗的铝电 化铝产能，加上没有大规模的综合处理及利用措 解技术路线，吨铝电耗达到了世界领先，整体铝电 施，年赤泥排放量达数千万吨，碱污染严重，难 解技术达到世界先进技术水平.我国铝用炭素工 于有效治理. 业开发出了多种石油焦原料耦合混配生产优质炭 我国铝电解企业集中分布在山东、新疆、内蒙 阳极技术，使炭阳极的整体生产技术及产品质量 和甘肃等省区，局部排放的烟气及铝灰和废槽衬 达到了世界领先水平. 等危废的数量巨大，加之尚未开发出有效的环境 1.2.2我国铝冶炼工业的重大技术成就 治理技术，导致局部的空气污染和地面大量堆放 我国氧化铝工业界针对我国中低品位一水硬 危废的局面. 铝石矿的资源特点，通过几十年的自主创新，开发 这些环境问题将成为我国铝工业绿色、可持 出了一系列重大创新成果.拜耳法间接加热强化 续发展的严重障碍，开发应用铝工业环境高效治 溶出技术和高效强化拜耳法技术叨解决了采用拜 理技术是实现我国铝冶炼工业健康、绿色发展的 耳法处理一水硬铝石矿的关键技术难题；选矿拜我国北方山西、河南等地区拥有较多的、规模 较大的氧化铝厂，且分布集中. 由于数十年来的过 度开采，当地铝土矿区品位下降、严重贫化、甚至 枯竭，目前供矿铝硅比基本处于 4.0～5.0，造成氧 化铝生产中的矿耗和碱耗很高而缺乏竞争力，已 难以支撑当地较大规模的氧化铝工业. 为此，我国 铝土矿进口量近年来呈逐年增长趋势. 据中国海 关统计数据 ， 2019 年我国共进口铝土矿已超过 1 亿吨，对外依存度已超过 50%. 我国铝电解工业的能源成本主要是用电成本. 我国铝电解工业主要依靠网电供电，由于网电电 价较高，导致我国铝电解平均能源成本属世界上 最高，达到 678 $·t−1，远高于除中国外其他国家平 均能源成本 475 $，如图 4 所示，图 4 数据根据百川 盈孚报告[14] 和世界铝业协会网站[15] 统计获得. 加 拿大、俄罗斯以及中东地区铝电解厂的能源成本 最低. 因此能源成本高是我国铝电解工业最大的 劣势. Africa Energy cost/($·t−1 ) 0 100 200 300 400 500 600 700 800 482 649 524 268 472 678 420 546 398 518 593 475 Asia Australia Canada Central and South America China Region CIS Europe Middle East United States World Ex world 图 4    世界主要国家/地区平均能源成本统计 Fig.4    Average energy cost in major countries/regions 内蒙古、新疆具有丰富的煤炭资源和较低火 力发电成本，在国内甚至国际上具有较强的竞争 力. 因此，在电解铝厂布局中应重点考虑电价问 题，将电价较高的河南、山西、甘肃等地的电解铝 产能逐步转移到电价较低、且运输物流成本也较 低的内蒙古和水电资源丰富的云南、四川等省区. 1.1.3    环境污染及治理状况 我国铝工业产能巨大、分布集中，造成局部的 工业污染严重. 我国氧化铝企业集中在山东、山西、河南和广 西，部分地级城市拥有几百万吨、甚至上千万吨氧 化铝产能，加上没有大规模的综合处理及利用措 施，年赤泥排放量达数千万吨，碱污染严重[16] ，难 于有效治理. 我国铝电解企业集中分布在山东、新疆、内蒙 和甘肃等省区，局部排放的烟气及铝灰和废槽衬 等危废的数量巨大，加之尚未开发出有效的环境 治理技术，导致局部的空气污染和地面大量堆放 危废的局面. 这些环境问题将成为我国铝工业绿色、可持 续发展的严重障碍，开发应用铝工业环境高效治 理技术是实现我国铝冶炼工业健康、绿色发展的 必由之路. 1.2    我国铝冶炼工业的技术现状 1.2.1    我国铝冶炼工业技术水平及其技术特点 我国氧化铝工业经过近 70 年的发展，开发出 了处理中低品位一水硬铝石矿的高效强化拜耳法 技术，实现了高循环效率、系统节能拜耳法的全面 应用，各关键工序的装备大型化、节能化，使我国 处理一水硬铝石矿生产氧化铝的技术水平已处于 世界领先水平. 我国铝电解工业经过近 70 年的发展，提出并 实现了低极距、低槽电压、低槽温、低电耗的铝电 解技术路线，吨铝电耗达到了世界领先，整体铝电 解技术达到世界先进技术水平. 我国铝用炭素工 业开发出了多种石油焦原料耦合混配生产优质炭 阳极技术，使炭阳极的整体生产技术及产品质量 达到了世界领先水平. 1.2.2    我国铝冶炼工业的重大技术成就 我国氧化铝工业界针对我国中低品位一水硬 铝石矿的资源特点，通过几十年的自主创新，开发 出了一系列重大创新成果. 拜耳法间接加热强化 溶出技术和高效强化拜耳法技术[17] 解决了采用拜 耳法处理一水硬铝石矿的关键技术难题；选矿拜 · 4 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期