2 工程科学学报，第44卷，第X期 development strategy for China's aluminum industry was proposed,which includes the strict control of the production capacity without out-of-order expansion and establishment of a reasonable industry arrangement,optimization of the resource and energy supply structure, improvement of the production core competitiveness by implementing high-quality,energy-saving,and low consumption strategy,and realizing standardized discharge and resource utilization of waste gas emissions,wastewater,and solid disposals from China's aluminum industry.The research results of this work are of great significance to the industrial structure adjustment and high-quality,sustainable development for China's aluminum industry. KEY WORDS aluminum metallurgical industry;alumina refining;aluminum smelting;competitiveness analysis;environmental governance;development strategy 铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，也是一 但是，巨大的铝工业生产规模导致资源、能源 个国家经济发展中关联度极高、不可或缺的重要 和环境等问题日益凸显.特别是近年来，受国内氧 基础性原材料.金属铝因其易于回收再生的性能 化铝产量大幅度增加、环保等政策的影响，国内铝 被称为可以高效循环利用的绿色战略金属 土矿资源已难于满足需求、进口铝土矿资源占比 我国铝工业是在新中国成立后，才开始得到 逐年扩大，铝土矿对外依存度已超过50%0多种 发展，1953年和1954年我国先后建成第一个铝电 电力供应方式、电价差异大造成我国铝电解工业 解厂一抚顺铝厂和第一个氧化铝厂一山东铝 的畸形发展，局部地区建成的采用煤-电-铝形式 厂.由此从小到大、由弱到强、由落后到先进完成 生产原铝四的产能规模过大，从而对当地环境带 了向世界铝工业大国的历史性跨越.尤其是改革 来严重污染.另一方面我国铝工业排放的含硫、 开放以来，快速的经济发展推动了对金属铝的强 含氟烟气以及赤泥、阳极炭渣、废槽衬、铝灰等固 劲需求，从而有力地促进了中国铝工业的迅猛发 体废弃物产出量巨大且逐年增加，给生态和环境 展.通过引进技术的消化吸收和自主科技创新，实 造成了巨大的压力和影响.我国再生铝工业的生 现了多种所有制共同发展的格局，形成了完整的 产技术仍远落后于发达国家水平 铝工业产业体系，成为全球最大的铝生产、消费和 鉴于资源、能源和环境等方面的严重制约，以 进出口贸易国.2020年我国氧化铝、原铝、铝用炭 及市场发展容量的限制，我国铝工业的发展和生 素产量分别为7313四、3708以及2000万吨四，分 存已经到了非常关键的时期，在我国大力推进供 别占世界当年总产量的54.6%、56.8%以及61.0%. 给侧改革和倡导生态文明建设的大背景下，认真 我国铝工业的技术创新、科技进步也取得了 研究我国铝冶炼工业生产和技术现状，剖析我国 举世瞩目的成就.氧化铝工业实现了高硅铝土矿 铝冶炼工业发展面临的主要矛盾与挑战，在全球 的间接加热、强化溶出技术的大规模产业化，单 范围内进行生产成本竞争力比较与分析，提出我 条生产线100万吨以上产能、处理中低品位难溶 国铝冶炼工业生产和技术的战略发展趋势.这对 一水硬铝石矿的高效强化拜耳法成套技术得到 我国铝工业进行产业结构调整、实现高质量可持 全面推广应用)，全国氧化铝生产的平均能耗达 续发展的战略研究，具有重大意义 到世界平均能耗指标.赤泥由湿法堆存转为干法 1 我国铝冶炼工业的生产与技术现状 堆存，降低了赤泥坝泄漏和溃坝等重大环境风 险.铝电解工业实现了400kA以上的大型铝电 1.1我国铝冶炼工业的生产现状 解槽系列成套技术的推广应用-句，标志着我国铝 1.11氧化铝、铝电解的产量及布局 电解工业实现了规模和容量的大型化，我国铝电 图1为我国氧化铝年产量的变化.由图1可 解的吨铝电耗达到了世界领先水平，铝用炭素工 见，我国氧化铝产量自2005年起迅速提高，这主 业采用复杂组成的石油焦原料生产出世界驰名 要是因为处理一水硬铝石矿的高温拜耳法技术得 的优质炭阳极大规模生产和应用了石墨化 到全面推广应用.2020年氧化铝产量达到7313万 阴极炭块和氨化硅结合碳化硅侧衬材料四这些 吨，占世界当年总产量的54.6% 创新技术使我国铝工业整体上达到了世界先进 大部分氧化铝企业分布在我国铝土矿储量丰 技术水平，具备了一定的竞争力，为我国氧化 富的地区，即山西、河南、广西和贵州.山东省的 铝、电解铝和铝用炭素工业的快速发展提供了强 氧化铝企业因靠近沿海，主要依靠进口铝土矿生 有力的技术支撑 产氧化铝.development strategy for China’s aluminum industry was proposed, which includes the strict control of the production capacity without out-of-order expansion and establishment of a reasonable industry arrangement, optimization of the resource and energy supply structure, improvement of the production core competitiveness by implementing high-quality, energy-saving, and low consumption strategy, and realizing standardized discharge and resource utilization of waste gas emissions, wastewater, and solid disposals from China’s aluminum industry. The research results of this work are of great significance to the industrial structure adjustment and high-quality, sustainable development for China’s aluminum industry. KEY  WORDS    aluminum  metallurgical  industry； alumina  refining； aluminum  smelting； competitiveness  analysis； environmental governance；development strategy 铝是仅次于钢铁的第二大金属材料，也是一 个国家经济发展中关联度极高、不可或缺的重要 基础性原材料. 金属铝因其易于回收再生的性能 被称为可以高效循环利用的绿色战略金属. 我国铝工业是在新中国成立后，才开始得到 发展，1953 年和 1954 年我国先后建成第一个铝电 解厂——抚顺铝厂和第一个氧化铝厂——山东铝 厂. 由此从小到大、由弱到强、由落后到先进完成 了向世界铝工业大国的历史性跨越. 尤其是改革 开放以来，快速的经济发展推动了对金属铝的强 劲需求，从而有力地促进了中国铝工业的迅猛发 展. 通过引进技术的消化吸收和自主科技创新，实 现了多种所有制共同发展的格局，形成了完整的 铝工业产业体系，成为全球最大的铝生产、消费和 进出口贸易国. 2020 年我国氧化铝、原铝、铝用炭 素产量分别为 7313[1]、3708[1] 以及 2000 万吨[2] ，分 别占世界当年总产量的 54.6 %、56.8% 以及 61.0%. 我国铝工业的技术创新、科技进步也取得了 举世瞩目的成就. 氧化铝工业实现了高硅铝土矿 的间接加热、强化溶出技术的大规模产业化，单 条生产线 100 万吨以上产能、处理中低品位难溶 一水硬铝石矿的高效强化拜耳法成套技术得到 全面推广应用[3] ，全国氧化铝生产的平均能耗达 到世界平均能耗指标. 赤泥由湿法堆存转为干法 堆存[4] ，降低了赤泥坝泄漏和溃坝等重大环境风 险. 铝电解工业实现了 400 kA 以上的大型铝电 解槽系列成套技术的推广应用[5−6] ，标志着我国铝 电解工业实现了规模和容量的大型化，我国铝电 解的吨铝电耗达到了世界领先水平. 铝用炭素工 业采用复杂组成的石油焦原料生产出世界驰名 的优质炭阳极[7−8] . 大规模生产和应用了石墨化 阴极炭块和氮化硅结合碳化硅侧衬材料[9] . 这些 创新技术使我国铝工业整体上达到了世界先进 技术水平，具备了一定的竞争力，为我国氧化 铝、电解铝和铝用炭素工业的快速发展提供了强 有力的技术支撑. 但是，巨大的铝工业生产规模导致资源、能源 和环境等问题日益凸显. 特别是近年来，受国内氧 化铝产量大幅度增加、环保等政策的影响，国内铝 土矿资源已难于满足需求、进口铝土矿资源占比 逐年扩大，铝土矿对外依存度已超过 50% [10] . 多种 电力供应方式、电价差异大造成我国铝电解工业 的畸形发展，局部地区建成的采用煤−电−铝形式 生产原铝[11] 的产能规模过大，从而对当地环境带 来严重污染. 另一方面我国铝工业排放的含硫、 含氟烟气以及赤泥、阳极炭渣、废槽衬、铝灰等固 体废弃物产出量巨大且逐年增加，给生态和环境 造成了巨大的压力和影响. 我国再生铝工业的生 产技术仍远落后于发达国家水平. 鉴于资源、能源和环境等方面的严重制约，以 及市场发展容量的限制，我国铝工业的发展和生 存已经到了非常关键的时期，在我国大力推进供 给侧改革和倡导生态文明建设的大背景下，认真 研究我国铝冶炼工业生产和技术现状，剖析我国 铝冶炼工业发展面临的主要矛盾与挑战，在全球 范围内进行生产成本竞争力比较与分析，提出我 国铝冶炼工业生产和技术的战略发展趋势. 这对 我国铝工业进行产业结构调整、实现高质量可持 续发展的战略研究，具有重大意义. 1    我国铝冶炼工业的生产与技术现状 1.1    我国铝冶炼工业的生产现状 1.1.1    氧化铝、铝电解的产量及布局 图 1 为我国氧化铝年产量的变化. 由图 1 可 见，我国氧化铝产量自 2005 年起迅速提高，这主 要是因为处理一水硬铝石矿的高温拜耳法技术得 到全面推广应用. 2020 年氧化铝产量达到 7313 万 吨，占世界当年总产量的 54.6%. 大部分氧化铝企业分布在我国铝土矿储量丰 富的地区，即山西、河南、广西和贵州. 山东省的 氧化铝企业因靠近沿海，主要依靠进口铝土矿生 产氧化铝. · 2 · 工程科学学报，第 44 卷，第 X 期