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東北大學(xué):氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)發(fā)明破解世界性難題
發(fā)布日期:2015-11-11 瀏覽次數(shù): 文章來(lái)源:銳石公司
導(dǎo)讀: 日前,中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織專家對(duì)東北大學(xué)張廷安教授團(tuán)隊(duì)完成的大規(guī)模低成本無(wú)害化處理拜耳法赤泥技術(shù)和鈣化-碳化法高效利用
日前,中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)組織專家對(duì)東北大學(xué)張廷安教授團(tuán)隊(duì)完成的“大規(guī)模低成本無(wú)害化處理拜耳法赤泥技術(shù)”和“鈣化-碳化法高效利用中低品位鋁土礦清潔生產(chǎn)氧化鋁技術(shù)”進(jìn)行鑒定,一致認(rèn)為兩項(xiàng)技術(shù)成果均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
據(jù)悉,兩項(xiàng)技術(shù)突出之處在于,應(yīng)用該技術(shù)處理鋁硅比3.29的鋁土礦,其氧化鋁溶出率高達(dá)86%,較傳統(tǒng)方法不到70%取得大幅提高;同時(shí),使傳統(tǒng)方法產(chǎn)生并無(wú)法利用的廢棄物——高堿性赤泥,堿回收率提高95%以上,氧化鋁回收率50%以上,變廢為寶,破解了赤泥無(wú)法經(jīng)濟(jì)可行利用的這一世界性難題。目前,兩項(xiàng)技術(shù)發(fā)明形成了15項(xiàng)系列發(fā)明專利、2項(xiàng)國(guó)際PCT專利,并在實(shí)驗(yàn)室建立了年處理5萬(wàn)噸的擴(kuò)試規(guī)模試驗(yàn)線。
據(jù)了解,氧化鋁是生產(chǎn)金屬鋁的基礎(chǔ)原料,也在陶瓷、醫(yī)藥、電子、機(jī)械等行業(yè)用作有機(jī)反應(yīng)催化劑、研磨劑、拋光劑、耐火材料等,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)度高達(dá)90%以上。我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量每年約5000萬(wàn)噸,約占世界的50%,是全球最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)氧化鋁的拜耳法(使用率高達(dá)99%)存在兩個(gè)基本缺陷:一是對(duì)鋁土礦的品位要求高,二是產(chǎn)生大量高堿性赤泥。其中,平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁,附帶產(chǎn)生1~2噸赤泥,且赤泥因無(wú)經(jīng)濟(jì)可行的利用方法而建壩堆存,不但危害環(huán)境,而且占據(jù)大量空間。赤泥的利用是世界性難題。
而我國(guó)鋁土礦資源70%屬于中低品位礦,大量需要進(jìn)口,對(duì)外依賴度達(dá)50%以上。如何有效利用中低品位鋁土礦一直是我國(guó)氧化鋁工業(yè)的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。張廷安教授帶領(lǐng)的特殊冶金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從改變赤泥中平衡固相結(jié)構(gòu)出發(fā),經(jīng)過(guò)十幾年的潛心研究,提出了理論上不含堿、不含鋁的新型結(jié)構(gòu)的赤泥,由此取得以上兩項(xiàng)技術(shù)發(fā)明,不僅從理論上擺脫了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁對(duì)鋁土礦鋁硅比品位的限制,實(shí)現(xiàn)了利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁;而且,實(shí)現(xiàn)大幅度降低赤泥中鈉和鋁的含量,從根本上解決了赤泥的大規(guī)模、低成本無(wú)害化和資源化,是氧化鋁生產(chǎn)的顛覆性技術(shù)。
在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,兩項(xiàng)技術(shù)還在工業(yè)上進(jìn)行了廣泛實(shí)踐。包括在赤泥出口直接進(jìn)行高效、清潔利用;開(kāi)發(fā)了鈣化與碳化反應(yīng)裝置,建立了擴(kuò)試示范系統(tǒng)等,為該技術(shù)的工業(yè)化提供了裝備基礎(chǔ)。
據(jù)悉,兩項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)成功對(duì)我國(guó)的氧化鋁工業(yè)具有重大意義,相當(dāng)于可使我國(guó)鋁土礦資源擴(kuò)大2~3倍,延長(zhǎng)鋁土礦使用年限30年以上,可擺脫氧化鋁行業(yè)對(duì)進(jìn)口礦物的依賴。同時(shí),使用該技術(shù)處理中低品位鋁土礦,生產(chǎn)成本較現(xiàn)有方法每噸可降低400~500元;應(yīng)用該技術(shù)將現(xiàn)有赤泥中的含堿量由4%~6%降低0.12%~0.20%,每噸赤泥經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)150元以上,并且每年降低赤泥堆場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用6000萬(wàn)元以上。如果我國(guó)普遍采用該技術(shù),氧化鋁生產(chǎn)每年額外可獲得經(jīng)濟(jì)效益500億元,如現(xiàn)有的拜耳法赤泥全部采用該方法處理,則可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益近千億元,具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)悉,兩項(xiàng)技術(shù)突出之處在于,應(yīng)用該技術(shù)處理鋁硅比3.29的鋁土礦,其氧化鋁溶出率高達(dá)86%,較傳統(tǒng)方法不到70%取得大幅提高;同時(shí),使傳統(tǒng)方法產(chǎn)生并無(wú)法利用的廢棄物——高堿性赤泥,堿回收率提高95%以上,氧化鋁回收率50%以上,變廢為寶,破解了赤泥無(wú)法經(jīng)濟(jì)可行利用的這一世界性難題。目前,兩項(xiàng)技術(shù)發(fā)明形成了15項(xiàng)系列發(fā)明專利、2項(xiàng)國(guó)際PCT專利,并在實(shí)驗(yàn)室建立了年處理5萬(wàn)噸的擴(kuò)試規(guī)模試驗(yàn)線。
據(jù)了解,氧化鋁是生產(chǎn)金屬鋁的基礎(chǔ)原料,也在陶瓷、醫(yī)藥、電子、機(jī)械等行業(yè)用作有機(jī)反應(yīng)催化劑、研磨劑、拋光劑、耐火材料等,與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)聯(lián)度高達(dá)90%以上。我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量每年約5000萬(wàn)噸,約占世界的50%,是全球最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó)。傳統(tǒng)的生產(chǎn)氧化鋁的拜耳法(使用率高達(dá)99%)存在兩個(gè)基本缺陷:一是對(duì)鋁土礦的品位要求高,二是產(chǎn)生大量高堿性赤泥。其中,平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁,附帶產(chǎn)生1~2噸赤泥,且赤泥因無(wú)經(jīng)濟(jì)可行的利用方法而建壩堆存,不但危害環(huán)境,而且占據(jù)大量空間。赤泥的利用是世界性難題。
而我國(guó)鋁土礦資源70%屬于中低品位礦,大量需要進(jìn)口,對(duì)外依賴度達(dá)50%以上。如何有效利用中低品位鋁土礦一直是我國(guó)氧化鋁工業(yè)的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。張廷安教授帶領(lǐng)的特殊冶金創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)從改變赤泥中平衡固相結(jié)構(gòu)出發(fā),經(jīng)過(guò)十幾年的潛心研究,提出了理論上不含堿、不含鋁的新型結(jié)構(gòu)的赤泥,由此取得以上兩項(xiàng)技術(shù)發(fā)明,不僅從理論上擺脫了拜耳法生產(chǎn)氧化鋁對(duì)鋁土礦鋁硅比品位的限制,實(shí)現(xiàn)了利用低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁;而且,實(shí)現(xiàn)大幅度降低赤泥中鈉和鋁的含量,從根本上解決了赤泥的大規(guī)模、低成本無(wú)害化和資源化,是氧化鋁生產(chǎn)的顛覆性技術(shù)。
在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,兩項(xiàng)技術(shù)還在工業(yè)上進(jìn)行了廣泛實(shí)踐。包括在赤泥出口直接進(jìn)行高效、清潔利用;開(kāi)發(fā)了鈣化與碳化反應(yīng)裝置,建立了擴(kuò)試示范系統(tǒng)等,為該技術(shù)的工業(yè)化提供了裝備基礎(chǔ)。
據(jù)悉,兩項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)成功對(duì)我國(guó)的氧化鋁工業(yè)具有重大意義,相當(dāng)于可使我國(guó)鋁土礦資源擴(kuò)大2~3倍,延長(zhǎng)鋁土礦使用年限30年以上,可擺脫氧化鋁行業(yè)對(duì)進(jìn)口礦物的依賴。同時(shí),使用該技術(shù)處理中低品位鋁土礦,生產(chǎn)成本較現(xiàn)有方法每噸可降低400~500元;應(yīng)用該技術(shù)將現(xiàn)有赤泥中的含堿量由4%~6%降低0.12%~0.20%,每噸赤泥經(jīng)濟(jì)效益可達(dá)150元以上,并且每年降低赤泥堆場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用6000萬(wàn)元以上。如果我國(guó)普遍采用該技術(shù),氧化鋁生產(chǎn)每年額外可獲得經(jīng)濟(jì)效益500億元,如現(xiàn)有的拜耳法赤泥全部采用該方法處理,則可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益近千億元,具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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