“高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术开发与产业示范”项目

2018年1月8日国家科学技术奖励大会上，由内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司和大唐国际发电股份有限公司共同完成的“高铝粉煤灰提取氧化铝多联产技术开发与产业示范”项目获得2017年度国家科学技术进步二等奖。

该项目突破传统粉煤灰利用思路，将高铝粉煤灰中的有价资源逐级协同提取，转化为有色金属、化工填料、环境材料与绿色建材等系列产品，建立了高铝粉煤灰资源循环利用创新链，对提升我国资源循环利用水平，推进有色金属和造纸等产业的节能减排和转型升级发挥了重要作用。

循环利用——铝的再生

我国是世界第一铝生产与消费大国，目前氧化铝和电解铝的产量均超过世界的50%，但现已查明的铝土矿资源储量为32亿吨，资源保障年限仅20年左右，远不能够满足铝产业持续发展的需要，目前我国铝资源的对外依存度已超过50％。而我国已探明的高铝煤炭储量达319亿吨，其中高铝粉煤灰的蕴藏量达90多亿吨，可使我国铝资源保障年限延长50-60年。

但是目前，有些地区积存的高铝粉煤灰固体废物已经超过1亿吨，而且每年还在以约2500万吨的规模增长。随着我国西部大型煤电基地特高压外送电的发展，高铝粉煤灰的大量堆存所造成的占地与环境污染问题日益突出，实现铝的再生循环利用问题亟待解决。

科技创新——高效提取

“高铝粉煤灰提取氧化铝多联产工艺技术优化与产业示范”项目的验收中，专家组认为，项目研发的套管加热粉煤灰预脱硅、脱硅粉煤灰翻盘过滤、生料浆两段配制、低铝硅比烧成工艺、筒形溶出器+棒磨机溶出、活性硅酸钙制备、硅钙渣脱碱等多项关键工艺技术与装备，形成了具有自主知识产权的“预脱硅—碱石灰烧结法”粉煤灰提取氧化铝多联产的成套工艺与集成技术。

在对项目及其循环产业链进行了综合评价中，专家组评价认为：粉煤灰提取氧化铝是世界性难题，国内外无可供借鉴的先例，经长期开拓性研究与产业示范，在烧结物相分离、反应强化、成核调控、二次反应控制、工程放大与成套等方面取得系列发明和创新，攻克了高铝粉煤灰提取氧化铝多联产工艺技术；突破了传统粉煤灰利用的思路，自主开发了 “预脱硅-碱石灰烧结法” 粉煤灰提取氧化铝多联产工艺技术。

建成投产的世界首条粉煤灰年产20万吨氧化铝多联产示范生产线，工艺稳定，技术先进，重现性好，经济指标合理，达到了国家发改委2011年颁布的《关于加强高铝粉煤灰开发利用的指导意见》指标要求。

以高铝粉煤灰提取氧化铝为核心，相继开发了冶金级氧化铝、氢氧化铝、金属铝、铝材、铝合金轮毂、活性硅酸钙、分子筛、文化用纸填料、轻质硅酸钙保温材料、透水砖、中密度硅钙板、路基用胶凝材料、金属镓等十几种上下游产品，形成了高铝粉煤灰—氧化铝—电解铝—铝合金及制品—硅钙副产品深加工的循环经济产业链。

应用效益——绿色环保

项目自主开发了非晶态氧化硅的高效提取转化及其高加填造纸技术、脱硅粉煤灰低能耗烧结提取氧化铝技术以及粉煤灰提铝硅钙渣综合利用技术，建立了国内外唯一商业化运行的粉煤灰提取氧化铝示范生产线，提取每吨氧化铝消耗粉煤灰2.5吨，节约优质铝土矿2吨，节约土地0.2平方米，联产的750公斤活性硅酸钙用于高填料造纸可节约原生木材2.5吨，减排二氧化碳4.6吨，产生的2.6吨硅钙渣用于绿色建材，可节约水泥2吨，减排二氧化碳2 1.3吨，资源节约和环保效益显著。

在内蒙古托克托工业园区建成了国内外首条粉煤灰年产20万吨氧化铝联产15万吨活性硅酸钙、年产百公斤氧化镓技术示范装置及可消纳剩余硅钙渣的生态水泥配套生产线，相关设备安全连续稳定运行，产品质量、能耗、物耗等指标达到设计指标，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，并实现了多组份资源协同提取与产品生态链接的有机结合，成为我国首个商业化运行的高铝粉煤灰提取氧化铝企业。

该项目已稳定运行六年，工艺稳定，实现了粉煤灰中铝资源的循环利用，降低了粉煤灰的环境影响，产生了良好的经济效益和显著的社会、经济效益，技术经济指标与产业化进程国际领先，节约资源和环保效益显著，对提升我国资源循环利用科技水平、推进有色金属和造纸等产业的节能减排和转型升级发挥了重要作用。

图为 粉煤灰提取氧化铝示范项目上下游产品

粉煤灰提取氧化铝核心技术的突破及其上下游产品形成的高铝煤炭资源循环利用产业链，有力促进了我国煤炭资源清洁高效利用的科技进步与产业升级，对缓解我国铝资源和原生木浆资源短缺、优化我国能源和铝产业布局、发展区域循环经济等具有重大战略意义。