低碳經(jīng)濟(jì)下氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能分析

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【摘要】隨著近年經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)也取得了巨大的發(fā)展成效。在實(shí)施倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)條件的今天，如何有效降低氧化鋁生產(chǎn)耗能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是每一個(gè)氧化鋁行業(yè)生產(chǎn)、管理人員都高度重視的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】低碳經(jīng)濟(jì)條件；氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)；節(jié)能分析

前言

現(xiàn)今，環(huán)保概念深入人心，不管是任何一個(gè)行業(yè)，都必須要遵守“大自然規(guī)律、遵循社會(huì)生態(tài)平衡、倡導(dǎo)綠色環(huán)?！?。對(duì)于氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)來(lái)說(shuō)，它是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)做出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，氧化鋁在生產(chǎn)過(guò)程中依然耗能巨大、節(jié)能減排情況讓人堪憂，不但造成了巨大的能源浪費(fèi)，排污問(wèn)題也給環(huán)境造成了巨大的問(wèn)題[1]。在實(shí)施倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)條件的今天，氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)只有轉(zhuǎn)變觀念，樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，緊跟時(shí)代步伐，采用各種積極有效的技術(shù)節(jié)能措施，提高生產(chǎn)效率，降低耗能，增加產(chǎn)量，才能從根本上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

1關(guān)于氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的層次分析以及結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)影響范圍，可以把氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程工序和設(shè)備級(jí)別的節(jié)能改造劃分為下述的三種情況：①變化對(duì)外無(wú)傳播：在節(jié)能改造的過(guò)程當(dāng)中，輸入和輸入?yún)?shù)的要求都不改變，進(jìn)行技術(shù)改造對(duì)設(shè)備、上下游都不會(huì)有任何協(xié)作要求，而是僅僅對(duì)設(shè)備的內(nèi)部或者是本工序產(chǎn)生影響。②變化對(duì)外有傳播，但傳播距離有限：設(shè)備或者工序不但實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，且影響僅對(duì)設(shè)備或者工序產(chǎn)生了影響。③變化對(duì)外有傳播，傳播距離較遠(yuǎn)：在改造設(shè)備或者工序的過(guò)程當(dāng)中，不但給設(shè)備運(yùn)行、上下游的工序產(chǎn)生影響，還影響著其它更遠(yuǎn)的設(shè)備或者工序，使它們的運(yùn)行狀況也發(fā)生變化。

2低碳經(jīng)濟(jì)條件下氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能技術(shù)

2.1工業(yè)級(jí)的節(jié)能技術(shù)分析

為了進(jìn)一步分析和研究，根據(jù)生產(chǎn)的次序把氧化鋁的“工業(yè)級(jí)”這個(gè)概念劃分為上游工業(yè)（氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的原料生產(chǎn)）；中間產(chǎn)業(yè)（余熱余能的利用、稀有金屬的提取）；下游產(chǎn)業(yè)（排放廢棄物的開(kāi)發(fā)利用、金屬的提取）。對(duì)于上游工業(yè)來(lái)說(shuō)，氧化鋁生產(chǎn)的直接節(jié)能主要是通過(guò)改變生產(chǎn)的物流狀況來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；中間以及下游產(chǎn)業(yè)氧化鋁生產(chǎn)的間接節(jié)能主要是通過(guò)提高氧化鋁生產(chǎn)所投入的單位物料、單位能耗的產(chǎn)值來(lái)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

2.1.1上游工業(yè)節(jié)能技術(shù)分析氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中所使用的主要原料為鋁土礦，評(píng)價(jià)礦石品質(zhì)主要有兩個(gè)重要的指標(biāo)：鋁含和A/S。這兩個(gè)指標(biāo)也是給氧化鋁生產(chǎn)能耗造成影響的兩個(gè)根本因素。與國(guó)外相比，雖然我國(guó)鋁土礦鋁含量較高，然而A/S卻比較低（大多數(shù)在4~7之間）。為了促使硅含量降低以及氧氣化鋁生產(chǎn)企業(yè)的入磨礦石品味提高，我國(guó)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行了一系列的相關(guān)研究析：①對(duì)鋁土礦進(jìn)行正浮選脫硅處理：通過(guò)采用新研發(fā)的技術(shù)（浮選技術(shù)）對(duì)鋁土礦（鋁硅比為5.9）最終所得到的精礦品味（A/S）、尾礦品味（A/S）、化鋁回收率分別為11.38%、1.46%、86.46%。若是對(duì)精礦粒度不斷的放粗，可把氧化鋁回收率提升到大概90%左右。選礦過(guò)程中所運(yùn)用到的拜耳法研究成果已順利實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。②對(duì)鋁土礦進(jìn)行反浮選脫硅處理：該處理技術(shù)可同時(shí)把磨礦能耗以及精礦含水量降低[2]。很多相關(guān)的調(diào)查研究指出，自從2005年以來(lái)，我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)產(chǎn)能不斷增加，很多富礦短時(shí)間內(nèi)消耗迅速，很多生產(chǎn)氧化鋁的大廠能耗也在不斷的增大，入磨A/S不斷降低。例如：以廣西某一氧化鋁生產(chǎn)廠為例，從2002年開(kāi)始到2006年，其入磨A/S在從9%降低到5.2%，能耗1416從增加到1462（詳細(xì)數(shù)據(jù)如表1）。因此，應(yīng)該要盡快推行脫硅技術(shù)，促使我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)耗能得到有效降低。

2.1.2中間產(chǎn)業(yè)的節(jié)能技術(shù)分析中間產(chǎn)業(yè)的節(jié)能技術(shù)主要包括三個(gè)方面技術(shù)，分別是熱電與氧化鋁聯(lián)合節(jié)能技術(shù)；余熱利用、裕壓發(fā)電；回收鎵、釩等金屬。氧化鋁在整個(gè)生產(chǎn)的過(guò)程中會(huì)把大量的電力和蒸汽消耗掉，通過(guò)應(yīng)用熱電與氧化鋁聯(lián)合節(jié)能技術(shù)可提高資源的合理利用率，并產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效能。在氧化鋁企業(yè)的熱力中存在大量的冷凝水，這些冷凝水壓力都比較高，可進(jìn)行充分的余熱利用；氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中一些蒸汽需要減壓、減溫后方能使用。通過(guò)應(yīng)用裕壓發(fā)電技術(shù)可達(dá)到減少成本、節(jié)約能聊的目的。近年，鎵作為微電子技術(shù)的基礎(chǔ)原料在市場(chǎng)上有著大量的需求。我國(guó)在燒結(jié)法生產(chǎn)的整個(gè)流程當(dāng)中，不但生產(chǎn)除了價(jià)格低廉的原材料，為化學(xué)法副產(chǎn)鎵提供了支持，同時(shí)還提供了便于處理殘?jiān)鼜U液的場(chǎng)所，促使我國(guó)石灰法提鎵水平在世界中保持著較高的領(lǐng)先地位。

2.1.3下游產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)分析下游產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)主要是對(duì)赤泥進(jìn)行有效的綜合利用，主要是在高鐵赤泥當(dāng)中對(duì)鐵、水泥、或者其它建筑材料進(jìn)行回收。在我國(guó)一步地區(qū)當(dāng)中，鋁土礦同時(shí)伴有極其豐富的金屬鈧，如山西鋁土礦以及廣西蘋(píng)果鋁土礦等等，在生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程當(dāng)中，主要采用燒結(jié)法、拜耳法，95%以上的鈧會(huì)進(jìn)入到赤泥中。因此，加大分析研究鈧提取技術(shù)可從促使氧化鋁生產(chǎn)中廢棄物的資源化利用水平得到提高。

2.2企業(yè)級(jí)的節(jié)能技術(shù)分析

對(duì)于氧化鋁工業(yè)企業(yè)級(jí)的節(jié)能技術(shù)來(lái)說(shuō)，一般情況下主要對(duì)工藝、技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，工藝主要包括有四種（有強(qiáng)化燒結(jié)法、新串聯(lián)法、新并聯(lián)法、一水硬鋁石的雙流法溶等），技術(shù)創(chuàng)新主要包括有三種（石灰拜耳法、選礦拜耳法、燒結(jié)法和拜耳法粗液合流）。

2.3設(shè)備、工序級(jí)節(jié)能技術(shù)分析

設(shè)備、工序級(jí)節(jié)能技術(shù)主要包括有強(qiáng)化溶出技術(shù)、采用降膜蒸發(fā)器、氫氧化鋁流態(tài)化焙燒三個(gè)方面。對(duì)于強(qiáng)化溶出技術(shù)來(lái)說(shuō)，通過(guò)引進(jìn)應(yīng)用消化吸收的管道化溶出技術(shù)，不但促使溶出時(shí)間縮短，還促使溶出率有效提高，有效的增加了系統(tǒng)的循環(huán)效率。在整個(gè)氧化鋁生產(chǎn)的過(guò)程當(dāng)中，蒸發(fā)工序大約占能耗的20%以上，通過(guò)使用較為先進(jìn)的降膜蒸發(fā)器，可有效實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。氫氧化鋁流態(tài)化焙燒技術(shù)在世界中較為領(lǐng)先，它主要是對(duì)余熱進(jìn)行充分的回收，促使焙燒能耗降低，減少環(huán)境污染。一項(xiàng)氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)數(shù)據(jù)調(diào)查指出，從2007年開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備以及吸收、借鑒相關(guān)的技術(shù)，并結(jié)合自身的實(shí)際情況，加強(qiáng)技術(shù)的自主創(chuàng)新，不但在很大的程度上減低了生產(chǎn)成本，并降低了氧化鋁的生產(chǎn)耗能?，F(xiàn)以某廣西一氧化鋁生產(chǎn)單位為例，從2007年開(kāi)始，不斷引進(jìn)國(guó)內(nèi)外各種先進(jìn)化的生產(chǎn)設(shè)備，提高生產(chǎn)效率，同時(shí)派遣相關(guān)人員前往進(jìn)修學(xué)習(xí)各種先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)后回廠進(jìn)行生產(chǎn)指導(dǎo)，采取各種有效節(jié)能措施，優(yōu)化生產(chǎn)管理流程，其2007年到2015年的氧化鋁生產(chǎn)綜合耗能呈現(xiàn)持續(xù)降低趨勢(shì)。

3結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)前，全球呈現(xiàn)出低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于我國(guó)的的氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)來(lái)說(shuō)，只有緊跟國(guó)際步伐，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)落后的生產(chǎn)方式，引進(jìn)采用各種先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，減少投入成本，降低氧化鋁生產(chǎn)綜合耗能，提高能源利用率，才能從促使氧化鋁生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益，才能確保氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)未來(lái)的發(fā)展之路更加長(zhǎng)遠(yuǎn)、穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]張玉明.氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能減排實(shí)踐[J].中國(guó)有色金屬，2015，16（12）：990~993.

[2]范景軍.氧化鋁生產(chǎn)計(jì)劃編制系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)[J].有色金屬工業(yè)，2016，21（07）：333~335.

作者：甘德明 單位：廣西華銀鋁業(yè)有限公司