煤矸石提取氧化鋁的生態(tài)化利用技術(shù)項(xiàng)目可行性分析報(bào)告

煤矸石提取氧化鋁的生態(tài)化利用技術(shù)1、項(xiàng)目提要本課題緊密結(jié)合寧夏社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體目標(biāo)，為自治區(qū)黨委和政府提出的“生態(tài)環(huán)境改善與持續(xù)發(fā)展的‘雙贏’目標(biāo)”提供科技支撐。項(xiàng)目的關(guān)鍵創(chuàng)新集成技術(shù)可直接服務(wù)于寧夏新材料工業(yè)基地的發(fā)展、寧夏煤化工基地的發(fā)展以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境發(fā)展循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)；可為我區(qū)鋁加工業(yè)培育原料基地。其煤矸石生態(tài)化利用系統(tǒng)技術(shù)、模式和經(jīng)驗(yàn)，具有廣泛的針對(duì)性、先進(jìn)性和適用性。最后，該技術(shù)模式、經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)及其它國(guó)家類似地區(qū)的生態(tài)綜合治理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有參考和借鑒價(jià)值。本項(xiàng)目旨在通過(guò)產(chǎn)學(xué)研的協(xié)作攻關(guān)，以寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關(guān)鍵配套技術(shù)集成創(chuàng)新與示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合為目標(biāo)，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護(hù)生態(tài)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈為指導(dǎo)思想，通過(guò)擴(kuò)試或中試主攻煤矸石資源深度開(kāi)發(fā)與利用關(guān)鍵配套技術(shù)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式設(shè)計(jì)）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與利用配套技術(shù)，從而為寧夏乃至中國(guó)類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關(guān)鍵配套技術(shù)與示范樣板。在已經(jīng)完成的實(shí)驗(yàn)室研究工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)集成與創(chuàng)新，中試檢驗(yàn)2種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)工藝路線：①針對(duì)含碳量高的洗煤矸石，完成酸溶提取法中試②針對(duì)煤系高嶺巖，完成低溫鹽熔提取法中試二、項(xiàng)目的意義和必要性（含技術(shù)突破對(duì)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要意義和作用等），國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)需求分析項(xiàng)目的意義和必要性（1）對(duì)區(qū)域礦產(chǎn)資源的可持續(xù)開(kāi)發(fā)利用以及對(duì)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善、保護(hù)具有重大意義。當(dāng)今中國(guó)面臨的能源短缺與環(huán)境危機(jī)，無(wú)一不是國(guó)民經(jīng)濟(jì)線形增長(zhǎng)的副產(chǎn)物。能源資源的科學(xué)開(kāi)發(fā)已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)之一。煤炭工業(yè)一直是我國(guó)的基礎(chǔ)性、支柱性產(chǎn)業(yè)，但是由于歷史的原因，重開(kāi)采，輕綜合利用等使老煤炭礦區(qū)面臨著諸多嚴(yán)峻問(wèn)題。煤矸石產(chǎn)量占采煤量的10%左右，其中氧化鋁的含量在18%-40%區(qū)間變化（屬特殊結(jié)構(gòu)和組成的低品位鋁土礦），其產(chǎn)量巨大大，利用率低，而且即使利用也是在建材、發(fā)電等傳統(tǒng)領(lǐng)域，且是非循環(huán)經(jīng)濟(jì)的利用模式依然占主導(dǎo)地位。這一問(wèn)題已引起我國(guó)政府的高度重視。進(jìn)入新世紀(jì)，我國(guó)鋁業(yè)原料供應(yīng)矛盾十分突出。我國(guó)氧化鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展和我國(guó)鋁土礦資源有限的保證程度已形成鮮明的對(duì)比2004年，電解氧化鋁缺口達(dá)650萬(wàn)噸。隨著氧化鋁工業(yè)和其他需用鋁土礦工業(yè)的快速發(fā)展,鋁土礦資源,特別是優(yōu)質(zhì)資源的短缺,已充分顯現(xiàn)出來(lái)。按目前的生產(chǎn)需求估算,我國(guó)每年需消耗的鋁土礦多達(dá)1000多萬(wàn)ｔ,其中大多是優(yōu)質(zhì)礦或次優(yōu)質(zhì)礦。具專家分析，傳統(tǒng)鋁土礦的資源保證程度不足10年。目前優(yōu)質(zhì)鋁土礦供需矛盾十分突出,礦山均不同程度出現(xiàn)了貧化趨勢(shì),特別是河南等地的高鋁礦已瀕臨枯渴,眾多用戶爭(zhēng)先采購(gòu)有限的優(yōu)質(zhì)資源，導(dǎo)致鋁土礦原料價(jià)格大幅度上揚(yáng)。目前進(jìn)口的優(yōu)質(zhì)鋁土礦（氧化鋁含量70%）價(jià)格在350美圓/噸左右。因此,開(kāi)發(fā)應(yīng)用煤矸石這一大量的類低品位鋁土礦提取氧化鋁資源的高效低耗新技術(shù)顯得特別重要和迫切。本課題通過(guò)深入研究老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關(guān)鍵配套技術(shù)集成創(chuàng)新與示范，可以確立區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新型技術(shù)路線，煤基資源深度和循環(huán)可持續(xù)利用的產(chǎn)業(yè)鏈，這對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)發(fā)展經(jīng)濟(jì)和走新型工業(yè)化道路，均有十分深遠(yuǎn)而重要的意義。本項(xiàng)目所研究的技術(shù)對(duì)西部老煤炭工業(yè)區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的繁榮與穩(wěn)定具有重要意義，可為中央和地方政府決心實(shí)施循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)做出貢獻(xiàn)。（2）本項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，發(fā)揮科技在循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用意義重大。本課題開(kāi)發(fā)的高效利用煤炭基資源中的化學(xué)元素技術(shù)，還可以將正在興起的無(wú)機(jī)功能材料技術(shù)成果或開(kāi)發(fā)示范模式進(jìn)行有效組裝和集成，特別是借鑒科技發(fā)達(dá)國(guó)家資源開(kāi)發(fā)利用方面的先進(jìn)模式，配合國(guó)家即將在西部實(shí)施的在煤炭、高載能、建材等重點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)的措施，以及寧夏重大科技攻關(guān)項(xiàng)目的實(shí)施，選擇我區(qū)具有典型代表性的煤炭老工業(yè)區(qū)——寧夏北部地區(qū)石嘴山市，以老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新為核心，將試驗(yàn)示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合為目標(biāo)，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護(hù)生態(tài)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈為指導(dǎo)思想，主攻煤矸石資源深度開(kāi)發(fā)與利用關(guān)鍵配套技術(shù)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式設(shè)計(jì)）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與利用配套技術(shù)，從而為寧夏乃至中國(guó)類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關(guān)鍵配套技術(shù)與示范樣板。（3）對(duì)推進(jìn)實(shí)施我區(qū)乃至乃我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義進(jìn)入新世紀(jì)，國(guó)家發(fā)展改革委力推循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。據(jù)介紹，為了從根本上緩解我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的資源約束矛盾和環(huán)境壓力，國(guó)家發(fā)展改革委2004年8月提出，從推進(jìn)節(jié)約降耗、推行清潔生產(chǎn)、開(kāi)展資源綜合利用、發(fā)展環(huán)保產(chǎn)業(yè)等四個(gè)方面加快推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并提出了八項(xiàng)措施。國(guó)家發(fā)改委將加強(qiáng)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的宏觀指導(dǎo)，會(huì)同有關(guān)部門研究制定《關(guān)于加快推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，將循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念貫穿到“十一五”規(guī)劃的編制工作中。為加快推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，國(guó)家發(fā)改委將組織試點(diǎn)，擬選擇冶金、有色、煤炭、電力、化工、建材等重點(diǎn)行業(yè)；而本項(xiàng)目正是國(guó)家支持的資源化重點(diǎn)領(lǐng)域。其中煤炭行業(yè)資源綜合利用成為關(guān)注的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。煤炭行業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物資源化、產(chǎn)業(yè)化是推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域；也是我國(guó)資源型城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求。因此，煤矸石提取氧化鋁、氧化硅的生態(tài)化利用技術(shù)開(kāi)發(fā)研究對(duì)于推動(dòng)我國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有十分重要的意義。（4）對(duì)于寧夏鋁業(yè)發(fā)展有重要意義。寧夏電解鋁業(yè)業(yè)是寧夏的支柱產(chǎn)業(yè)之一，近年來(lái)其發(fā)展勢(shì)頭迅猛，僅青鋁公司“十一五”規(guī)模達(dá)100萬(wàn)噸，目前產(chǎn)能為40萬(wàn)噸左右，需氧化鋁約80萬(wàn)噸。鋁業(yè)是資源轉(zhuǎn)化型為基礎(chǔ)的資源依賴型產(chǎn)業(yè)。該產(chǎn)業(yè)所需的主要工業(yè)原料之一氧化鋁近年來(lái)出現(xiàn)了供需緊張的局面，價(jià)格持續(xù)上漲并且在4000元/噸左右堅(jiān)挺。這不僅增加了企業(yè)成本，而且對(duì)企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了風(fēng)險(xiǎn)。寧夏是我國(guó)重要煤炭基地，煤矸石資源累計(jì)過(guò)億噸，綜合利用的程度低且成為危害環(huán)境的固體廢物，其潛在的工業(yè)價(jià)值未被加以利用，因此開(kāi)展該課題研究已經(jīng)刻不容環(huán)。（5）對(duì)于帶動(dòng)相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有重要意義寧夏正在實(shí)施以資源轉(zhuǎn)換為特征的新型工業(yè)化道路。寧夏的材料業(yè)整體上并不發(fā)達(dá)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單調(diào)，產(chǎn)業(yè)群的特色優(yōu)勢(shì)不明顯。如區(qū)內(nèi)對(duì)氧化鋁的需求很大，但是幾乎沒(méi)有相應(yīng)的生產(chǎn)企業(yè)，隨著我區(qū)材料產(chǎn)業(yè)的聚集和發(fā)展，培育和發(fā)展產(chǎn)業(yè)群成為現(xiàn)代材料業(yè)及化學(xué)工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此選擇特色產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)具有重要作用。無(wú)機(jī)鋁鹽、硅酸鹽是用途十分廣闊的化工原材料。以其進(jìn)行二次或多次加工形成的粉體材料如多品種的氧化鋁、氧化硅等在石油、化工、輕工、塑料與橡膠、造紙、涂料等行業(yè)與領(lǐng)域中用途極廣，市場(chǎng)需求大，成為高成長(zhǎng)性產(chǎn)業(yè)，其涉及的生產(chǎn)技術(shù)也呈現(xiàn)出向原料多元化、技術(shù)系統(tǒng)化、產(chǎn)品系列化的方向發(fā)展。本課題研究是緊緊圍繞提高區(qū)域資源轉(zhuǎn)化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)能力為核心，以提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合效益為目標(biāo)，以科技攻關(guān)解決循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的技術(shù)難點(diǎn)為突破口，開(kāi)發(fā)先進(jìn)的綠色化學(xué)工藝過(guò)程為基礎(chǔ)，為寧夏北部老工業(yè)區(qū)環(huán)境治理及產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)在新世紀(jì)持續(xù)快速發(fā)展。從區(qū)域優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源的綜合利用、梯度合理開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)為一條主線，按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3A原則進(jìn)行試驗(yàn)與示范相結(jié)合，為區(qū)域煤基資源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與功能的合理構(gòu)建，為調(diào)整和優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、能源資源利用結(jié)構(gòu)，建立新的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制，形成具有廣闊發(fā)展前景的特色工業(yè)生態(tài)技術(shù)體系和資源優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)提供科技支撐。（6）對(duì)于老礦區(qū)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義我區(qū)的煤炭老礦區(qū)，存在的主要問(wèn)題是：以煤炭為資源利用的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)性嚴(yán)重失調(diào)優(yōu)質(zhì)煤資源的利用多處于初級(jí)階段；而采煤生產(chǎn)出的煤矸石堆積如山還導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境惡化；即使利用煤矸石，也是傳統(tǒng)的發(fā)電、制磚等領(lǐng)域，對(duì)煤矸石資源化利用的規(guī)模、檔次、水平和效率總體上還十分低下；高新科技開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的力度不夠，總體上還處于比較粗放的產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式中?；だ妹喉肥呐涮钻P(guān)鍵技術(shù)體系尚是空白；雖然我國(guó)的一些區(qū)域性煤炭固體廢棄物試驗(yàn)和針對(duì)性研究對(duì)區(qū)域資源利用有參考價(jià)值，但長(zhǎng)期以來(lái)由于缺乏對(duì)科技攻關(guān)的有利支持，缺少與產(chǎn)業(yè)的關(guān)聯(lián)分析和綜合集成，缺乏大規(guī)模推廣的機(jī)制和可行性，造成技術(shù)開(kāi)發(fā)的實(shí)用性、針對(duì)性差。要使寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題得以控制，并向優(yōu)化方向發(fā)展，必須進(jìn)行大范圍、大強(qiáng)度的以創(chuàng)新集成為基礎(chǔ)的、以資源合理利用關(guān)鍵配套技術(shù)為重點(diǎn)的生態(tài)工業(yè)建設(shè)工作。這就促使我們必須緊緊圍繞提高區(qū)域資源轉(zhuǎn)化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)能力為核心，以提高產(chǎn)業(yè)發(fā)展的綜合效益為目標(biāo)，堅(jiān)持科學(xué)的發(fā)展觀，以科技創(chuàng)新為動(dòng)力，以科技攻關(guān)解決循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的技術(shù)難點(diǎn)為突破口，以大力推廣適用技術(shù)、創(chuàng)新集成先進(jìn)技術(shù)，提高科技貢獻(xiàn)率為主體內(nèi)容，以開(kāi)發(fā)先進(jìn)的綠色化學(xué)工藝過(guò)程為基礎(chǔ)，為寧夏北部老工業(yè)區(qū)環(huán)境治理及產(chǎn)業(yè)跨越式發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)在新世紀(jì)持續(xù)快速發(fā)展。從區(qū)域優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)資源煤炭的綜合利用、梯度合理開(kāi)發(fā)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)為一條主線，按照循環(huán)機(jī)經(jīng)濟(jì)的3A原則挖掘并開(kāi)發(fā)大量煤炭產(chǎn)業(yè)鏈中固體廢棄物、液體廢棄物的利用價(jià)值并與試驗(yàn)示范相結(jié)合，為區(qū)域煤基資源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與功能的合理構(gòu)建，為調(diào)整和優(yōu)化工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、能源資源利用結(jié)構(gòu)，建立新的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)制，形成具有廣闊發(fā)展前景的特色工業(yè)生態(tài)技術(shù)體系和資源優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)提供科技支撐。本項(xiàng)目旨在通過(guò)產(chǎn)學(xué)研的協(xié)作攻關(guān)，以寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關(guān)鍵配套技術(shù)集成創(chuàng)新與示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合為目標(biāo)，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護(hù)生態(tài)和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)鏈為指導(dǎo)思想，主攻煤矸石資源深度開(kāi)發(fā)與利用關(guān)鍵配套技術(shù)（循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式設(shè)計(jì)）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)與利用配套技術(shù)，從而為寧夏乃至中國(guó)類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關(guān)鍵配套技術(shù)與示范樣板。2.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)2.1氧化鋁生產(chǎn)方法簡(jiǎn)介氧化鋁總產(chǎn)量90%以上用于電解生產(chǎn)鋁，此外還供硅酸鹽、耐火材料、機(jī)械、無(wú)線電、冶金工業(yè)、制藥等行業(yè)使用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著極大的作用。自然界中含鋁礦物有250多種，作為生產(chǎn)氧化鋁的原料主要是鋁土礦，其中氧化鋁含量占50%-70%,,其次是二氧化硅、三氧化二鐵、二氧化鈦，此外還含有鎵、釩等雜質(zhì)。用鋁土礦或其它含鋁原料生產(chǎn)氧化鋁，實(shí)質(zhì)上就是使礦石中的氧化鋁與其它雜質(zhì)分離的過(guò)程。生產(chǎn)氧化鋁的方法有堿法、酸法、電熱法。①堿法生產(chǎn)氧化鋁堿法的基本原理是使礦石中的氧化鋁與堿在一定條件下生成鋁酸鈉，進(jìn)入溶液而與二氧化硅和氧化鐵等雜質(zhì)分離，然后再使純凈的鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁，氫氧化鋁經(jīng)高溫鍛燒制得成品氧化鋁。堿法生產(chǎn)氧化鋁又可分為拜爾法、燒結(jié)法、聯(lián)合法。拜爾法是直接以苛性鈉溶液處理鋁土礦，使礦石中氧化鋁生成鋁酸鈉，而礦石中的二氧化硅則成為不溶性殘?jiān)嗄?，與鋁酸鈉溶液分離，將凈化后的鋁酸鈉溶液進(jìn)行攪拌分解，再經(jīng)過(guò)濾分離得到氫氧化鋁，經(jīng)洗滌后焙燒成氧化鋁，分離所得的大量苛性堿溶液稱為母液，母液經(jīng)蒸發(fā)再用于處理下一批礦石。燒結(jié)法是將礦石、堿粉、石灰石混合配料，先進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，使礦石中氧化鋁生成固體鋁酸鈉，三氧化二鐵生成可以水解的鐵酸鈉，而二氧化硅與氧化鈣生成不溶性的原硅酸鈣，再用稀堿液溶出燒結(jié)塊———熟料，使鋁酸鈉進(jìn)入溶液與赤泥分離。含有部分二氧化硅的溶液經(jīng)脫硅后得到鋁酸鈉溶液精制液CO2通入二氧化碳?xì)怏w使之分解得到氫氧化鋁及母液。母液經(jīng)蒸發(fā)后補(bǔ)充適當(dāng)?shù)膲A粉與下批礦石及石灰配料燒結(jié)。洗滌后的氫氧化鋁經(jīng)焙燒得到氧化鋁。一般來(lái)說(shuō)，拜爾法具有流程簡(jiǎn)單，投資較少，產(chǎn)品質(zhì)量高，生產(chǎn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。但處理低品位礦石時(shí)其優(yōu)越性較差，而且還要消耗價(jià)格昂貴的苛性堿。燒結(jié)法的優(yōu)點(diǎn)是可以處理品位較低礦石，而且只消耗價(jià)格便宜的碳酸鈉，與拜爾法相比，在同樣的條件下1處理低品位礦時(shí)/，燒結(jié)法的堿耗較低，氧化鋁總回收率較高，但流程復(fù)雜，投資較大，產(chǎn)品氧化鋁質(zhì)量較差，成本較高。因此含硅很低的優(yōu)質(zhì)鋁土礦就采用拜爾法，含硅高，鋁硅比較低的鋁礦石，一般采用燒結(jié)法。為了充分利用礦產(chǎn)資源，綜合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，以提高氧化鋁總回收率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，將兩種方法聯(lián)合起來(lái)使用，這樣就產(chǎn)生并聯(lián)法是用拜爾法處理高品位礦，燒結(jié)法處理低品位礦；串聯(lián)法中燒結(jié)法只處理拜爾法赤泥；將拜爾法赤泥同時(shí)配一些低品位礦石可改善大窯的操作，這種將串聯(lián)和并聯(lián)結(jié)合起來(lái)的方法叫做混聯(lián)法。②酸法生產(chǎn)氧化鋁酸法是用適當(dāng)?shù)臒o(wú)機(jī)酸處理礦石，生產(chǎn)相應(yīng)的鋁鹽，礦石中的氧化硅不與酸作用而殘留于渣中；將鋁鹽進(jìn)一步凈化除鐵后，使之分解得到氧化鋁。用酸法生產(chǎn)氧化鋁在理論上是合理的，對(duì)高品位的鋁土礦而言，該法不具有拜耳法的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)低品位的含鋁礦而言，該法依然具備一定的優(yōu)勢(shì)。長(zhǎng)期以來(lái)該法由于酸的回收以及設(shè)備問(wèn)題，未引起人們的高度重視。只有小規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。③電熱法生產(chǎn)氧化鋁電熱法用來(lái)處理高鐵鋁礦，將礦與炭還原劑配成爐料在電弧爐內(nèi)高溫2000℃,下進(jìn)行還原熔煉。礦石中的氧化硅和氧化鐵被還原成硅鐵合金，而氧化鋁則呈熔融狀態(tài)的鋁酸鈣渣上浮，由于比重不同而分層。所得氧化鋁渣再用堿法處理，從中提取氧化鋁，所得硅鐵合金為成品。目前電熱法生產(chǎn)氧化鋁還處于研究階段。到目前為止，已經(jīng)提出了多種從鋁礦石或其它含鋁原料中提煉氧化鋁的方法，但由于技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的種種原因，有的已被淘汰，有的屬于試驗(yàn)階段，工業(yè)上幾乎全部采用堿法生產(chǎn)。2.2世界氧化鋁的生產(chǎn)現(xiàn)狀及消費(fèi)趨勢(shì)2003年,世界氧化鋁總產(chǎn)量為5922萬(wàn)噸,其中冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)量為5457萬(wàn)噸,化學(xué)品氧化鋁產(chǎn)量為465萬(wàn)噸.截至2004年3月,世界氧化鋁生產(chǎn)主要集中在29個(gè)國(guó)家的69個(gè)氧化鋁廠,總產(chǎn)能6331萬(wàn)噸.其中冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)能約5801萬(wàn)噸,占92%.2002年以來(lái),由于全球電解鋁產(chǎn)能增速過(guò)快,引起世界范圍內(nèi)冶金級(jí)氧化鋁供應(yīng)緊張.現(xiàn)貨氧化鋁價(jià)格高漲促使世界氧化鋁產(chǎn)能利用率提高.據(jù)CRU報(bào)告顯示,2003年世界冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)量增長(zhǎng)率達(dá)8.2%.2004年,世界氧化鋁消費(fèi)量將首次突破6000萬(wàn)噸,達(dá)到6220萬(wàn)噸左右.其中冶金級(jí)氧化鋁消費(fèi)量約5750萬(wàn)噸,2004年世界冶金級(jí)氧化鋁缺口約25萬(wàn)噸.據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全球在2006年底前預(yù)計(jì)可投產(chǎn)的在建氧化鋁項(xiàng)目總規(guī)模為1482.1萬(wàn)噸,其中國(guó)外660萬(wàn)噸,中國(guó)822.1萬(wàn)噸.2006年以后擬建的氧化鋁項(xiàng)目總規(guī)模為3952萬(wàn)噸,其中國(guó)外擬建項(xiàng)目總規(guī)模為1960萬(wàn)噸以上(未考慮俄鋁),中國(guó)擬建項(xiàng)目總規(guī)模為1992萬(wàn)噸.2.3國(guó)內(nèi)氧化鋁供需現(xiàn)狀據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù),2004年1-6月份,我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量為341.8萬(wàn)噸,比2003年同期增加了16.86%,進(jìn)口氧化鋁285萬(wàn)噸,比2003年同期增加了29萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)11.1%.包括非冶金級(jí)氧化鋁在內(nèi),目前我國(guó)有19家企業(yè)可生產(chǎn)氧化鋁,其中中鋁公司2004年上半年產(chǎn)量為331.3萬(wàn)噸.2004年,國(guó)內(nèi)冶金級(jí)氧化鋁的需求量約為1240萬(wàn)噸,中鋁公司氧化鋁產(chǎn)量上升了7.4%,達(dá)到650萬(wàn)噸.由此可見(jiàn),國(guó)內(nèi)需進(jìn)口氧化鋁約為590萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2005年中鋁公司氧化鋁產(chǎn)量可提高23%,達(dá)到800萬(wàn)噸,以彌補(bǔ)氧化鋁缺口.2.4我國(guó)氧化鋁工業(yè)現(xiàn)狀世界鋁土礦總儲(chǔ)量為320億ｔ,在國(guó)外,90%以上的鋁土礦為三水鋁石型。其氧化鋁生產(chǎn)工藝以較經(jīng)濟(jì)的低溫拜耳法為主,僅少數(shù)廠家采用其它方法生產(chǎn)氧化鋁。我國(guó)鋁土礦儲(chǔ)量約為23億ｔ,主要分布在山西、河南、貴州、廣西四省,占全國(guó)保有儲(chǔ)量的91.1%,但我國(guó)鋁土礦的礦石類型98.46%為高硅、難溶的一水硬鋁石型鋁土礦,除廣西礦的鋁硅比為10左右外,其它地區(qū)礦石的鋁硅比都比較低。隨著高品位鋁土礦儲(chǔ)量的日漸減少,氧化鋁企業(yè)的總供礦品位也在下降,引起產(chǎn)量減少、消耗增加、成本上升。由于受鋁土礦特性的限制,我國(guó)的氧化鋁廠大都采用混聯(lián)法或燒結(jié)法生產(chǎn),致使工藝流程長(zhǎng)、能耗高、生產(chǎn)成本偏高。在產(chǎn)品質(zhì)量上,我國(guó)目前冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品絕大部分為中間狀氧化鋁,不能適應(yīng)和滿足鋁電解工業(yè)的需求。而國(guó)外氧化鋁廠為了滿足現(xiàn)代鋁電解工業(yè)煙氣凈化和大型預(yù)焙槽生產(chǎn)的需要,均轉(zhuǎn)向生產(chǎn)流動(dòng)性好、強(qiáng)度高、吸附性強(qiáng)、起塵性差、溶解速度快的砂狀氧化鋁。我國(guó)冶金級(jí)氧化鋁產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品相比較,差別較大的是平均粒度小、細(xì)粒子含量高、強(qiáng)度差,同時(shí)硅、鐵含量高。因此,改進(jìn)氧化鋁產(chǎn)品的均一性、提高產(chǎn)品強(qiáng)度、降低產(chǎn)品中的氧化硅含量、優(yōu)化產(chǎn)品的物理性能,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品砂狀化,應(yīng)作為氧化鋁行業(yè)目前和將來(lái)的主攻方向。2.4.1我國(guó)氧化鋁工業(yè)與國(guó)外的差距①.綜合能耗高、成本偏高。由于我國(guó)鋁土礦大多為高鋁、高硅、低鐵,且鋁硅比較低的一水硬鋁石型鋁土礦,難以采用低溫拜耳法生產(chǎn)氧化鋁,主要采用技術(shù)條件苛刻、工藝流程復(fù)雜的混聯(lián)法或燒結(jié)法生產(chǎn)氧化鋁。造成其能耗高、生產(chǎn)成本偏高,氧化鋁生產(chǎn)綜合能耗是國(guó)外采用拜耳法處理三水鋁石(或一水軟鋁石)生產(chǎn)氧化鋁能耗的2.5～3.0倍。堿石灰燒結(jié)法氧化鋁生產(chǎn),物料流量大,工藝復(fù)雜,特別是以高溫?zé)蔀橹饕ば?能耗特別高,在直接生產(chǎn)成本中能源費(fèi)用約占53%,在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上是缺乏競(jìng)爭(zhēng)力的。而由于我國(guó)鋁土礦大多數(shù)(約85%)是高鋁、高硅、低鐵的一水硬鋁石型鋁土礦,決定了不能采用經(jīng)濟(jì)的拜爾法而只能采用能耗高、成本高的燒結(jié)法和聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁。國(guó)內(nèi)不同生產(chǎn)方法的能耗指標(biāo)見(jiàn)表1所示。表1國(guó)內(nèi)不同生產(chǎn)方法的能耗指標(biāo)項(xiàng)目燒結(jié)法拜爾法聯(lián)合法(ｋｇ標(biāo)煤/ｔ)(ｋｇ標(biāo)煤/ｔ)(ｋｇ標(biāo)煤/ｔ)能表1數(shù)據(jù)可以看出,燒結(jié)法能耗是拜爾法能耗的3.06倍,聯(lián)合法能耗雖然低于純燒結(jié)法,但由于燒結(jié)法部分的高能耗使其整體水平仍遠(yuǎn)高于拜爾法。②規(guī)模小、產(chǎn)能低據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全世界共有30多個(gè)國(guó)家生產(chǎn)氧化鋁,已投產(chǎn)的冶金級(jí)氧化鋁企業(yè)約有70個(gè),總設(shè)計(jì)產(chǎn)能約58700ｋｔ/ａ(含非冶金級(jí)氧化鋁)。主要集中在澳大利亞、中國(guó)、美國(guó)、巴西、牙買家和俄羅斯等國(guó)。其中澳大利亞依靠其得天獨(dú)厚的鋁土礦資源及諸多其它優(yōu)勢(shì),如能源、資金、技術(shù)、管理水平、投資環(huán)境、法制建設(shè)等,是目前世界上最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó)。幾乎所有跨國(guó)鋁業(yè)公司均將其視為理想的氧化鋁供應(yīng)基地。氧化鋁生產(chǎn)規(guī)模最大的為澳大利亞的格拉斯通氧化鋁廠,其設(shè)計(jì)產(chǎn)能為3850ｋｔ/ａ。澳大利亞氧化鋁廠平均每廠產(chǎn)能為2433.33ｋｔ/ａ。相比而言,我國(guó)氧化鋁廠規(guī)模小,其調(diào)控市場(chǎng)能力以及抗風(fēng)險(xiǎn)能力較差。③技術(shù)裝備水平落后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低目前,我國(guó)氧化鋁工業(yè)裝備水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比,存在著技術(shù)裝備水平落后、自動(dòng)化程度低的差距。具體為:在拜耳法(包括混聯(lián)法中的拜耳法)部分,雖然新建廠的高壓溶出技術(shù)采用了單管預(yù)熱———反應(yīng)釜間接加熱溶出技術(shù)設(shè)備。個(gè)別老廠引進(jìn)了管道化溶出技術(shù)與設(shè)備在一定程度上提高了溶出的技術(shù)裝備水平,但一些老廠仍有一部分采用落后的蒸汽直接加熱的高壓溶出機(jī)組;赤泥沉降分離和洗滌設(shè)備還存在規(guī)格小、臺(tái)數(shù)多、產(chǎn)能低、能耗高等問(wèn)題;在精液葉濾系統(tǒng),既有世界先進(jìn)水平的立式葉濾機(jī),也有凱利385ｍ2和道爾式440ｍ2大型葉濾機(jī),還有技術(shù)落后的小型葉濾機(jī)在運(yùn)行;種子分解系統(tǒng),既有引進(jìn)和自主開(kāi)發(fā)的大型機(jī)械攪拌分解槽,也有部分小型的空氣攪拌分解槽,其動(dòng)力消耗高、攪拌均勻性差;在蒸發(fā)上,雖然個(gè)別廠家采用了先進(jìn)的降膜式蒸發(fā)及強(qiáng)制排鹽技術(shù),但多數(shù)氧化鋁廠仍然采用效率低、能耗高的三效自然循環(huán)和強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。對(duì)于燒結(jié)法(包括混聯(lián)法中的燒結(jié)法),在熟料燒成技術(shù)上仍然采用能耗高、控制水平落后的濕法進(jìn)料筒形回轉(zhuǎn)窯加圓筒冷卻機(jī)的工藝技術(shù);而在粗液脫硅方面,既有采用間接加熱連續(xù)脫硅技術(shù)的廠家,也有采用汽耗較高的蒸汽直接加熱中壓脫硅技術(shù)的廠家。先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)、信息化和網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與建設(shè)仍處在初始階段。從總體水平上看,我國(guó)氧化鋁工業(yè)的技術(shù)裝備水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有較大差距。④產(chǎn)品質(zhì)量低、品種少我國(guó)氧化鋁產(chǎn)品除個(gè)別廠家生產(chǎn)流程按砂狀氧化鋁設(shè)計(jì)外,絕大部分廠家的產(chǎn)品在粒度、安息角、磨損指數(shù)等物理指標(biāo)上與現(xiàn)代鋁電解和干法煙氣凈化的要求有一定差距。而國(guó)外的氧化鋁幾乎都是砂狀氧化鋁。我國(guó)氧化鋁新品種新材料的開(kāi)發(fā)工作也相對(duì)滯后,其產(chǎn)品較為單一。目前我國(guó)化學(xué)品氧化鋁生產(chǎn)量約占氧化鋁總產(chǎn)量的5%,低于國(guó)外的10%;品種約有100個(gè),遠(yuǎn)低于國(guó)外的300多個(gè)品種。⑤環(huán)境保護(hù)世界各國(guó)都極為重視氧化鋁生產(chǎn)中的環(huán)境保護(hù),并進(jìn)行了大量的研究工作,如赤泥用于做磚、燒制水泥、各種材料的添加劑和吸收劑、修筑公路、造田等。我國(guó)氧化鋁工業(yè)產(chǎn)出的赤泥目前大部分采用堆存的方法,僅少數(shù)企業(yè)用部分赤泥作為燒制水泥的原料。另外,氧化鋁工業(yè)的粉塵、廢水、廢氣和生產(chǎn)過(guò)程中的噪音處理等問(wèn)題,均應(yīng)引起重視。隨著我國(guó)工業(yè)環(huán)境治理要求的提高和氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)能力的不斷擴(kuò)大,如何實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)減污,保護(hù)環(huán)境,已成為氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中需優(yōu)先解決的問(wèn)題之一。鋁土礦選礦技術(shù)產(chǎn)業(yè)化帶來(lái)了尾礦的綜合治理問(wèn)題,開(kāi)發(fā)尾礦的利用技術(shù)、擴(kuò)大資源的綜合利用程度是今后需要解決的又一個(gè)難題。2.4.2我國(guó)氧化鋁工業(yè)發(fā)展未來(lái)趨勢(shì)①圍繞技術(shù)、產(chǎn)品、資(能)源和環(huán)境,進(jìn)行產(chǎn)業(yè)技術(shù)集成、開(kāi)發(fā),加強(qiáng)原創(chuàng)性技術(shù)創(chuàng)新,形成自主的核心技術(shù)和戰(zhàn)略技術(shù)。使主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,主導(dǎo)產(chǎn)品具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。如改混聯(lián)法為串聯(lián)法,則可達(dá)到節(jié)能、降耗的效果。②采用高效節(jié)能設(shè)備,提高裝備水平。我國(guó)氧化鋁工業(yè)已引進(jìn)若干高效節(jié)能的設(shè)備,如間接加熱高壓溶出器、高效沉降槽、平盤(pán)過(guò)濾機(jī)、氫氧化鋁沸騰焙燒爐等。今后需跟蹤國(guó)外的先進(jìn)水平,不斷引進(jìn)和消化國(guó)外氧化鋁行業(yè)成熟的、自動(dòng)化程度高的大型設(shè)備。逐步淘汰目前仍在使用的規(guī)格小、產(chǎn)能低、能耗高、自動(dòng)化程度低的陳舊設(shè)備。③提高產(chǎn)品質(zhì)量。我國(guó)生產(chǎn)的氧化鋁多為中間狀氧化鋁,大多數(shù)生產(chǎn)廠家氧化鋁產(chǎn)品中顆粒大于45μｍ達(dá)到40%以上,且破損系數(shù)也較大。其主要缺點(diǎn)為:細(xì)粉中α-Ａｌ2Ｏ3含量大,比表面積小,在電解質(zhì)中溶解速度慢,在電解生產(chǎn)中容易產(chǎn)生沉淀。氧化鋁細(xì)粉含量多,加料斗中氧化鋁的容量變化大,影響下料量的準(zhǔn)確度。在操作或運(yùn)送過(guò)程中造成飛揚(yáng)損失大。細(xì)粉含量大,流動(dòng)性能差,尤其是載氟后的氧化鋁,會(huì)在運(yùn)送過(guò)程中造成困難。由于大型中間下料預(yù)焙槽發(fā)展的需要,當(dāng)前世界上絕大多數(shù)的氧化鋁廠都生產(chǎn)砂狀氧化鋁。我們也必須采取措施,開(kāi)發(fā)適合我國(guó)氧化鋁工業(yè)特點(diǎn)的砂狀氧化鋁生產(chǎn)技術(shù),組織生產(chǎn)滿足大型預(yù)焙槽需要的砂狀氧化鋁,以適應(yīng)電解鋁廠提高效率,改善環(huán)保的要求。開(kāi)發(fā)新品種,努力提高我國(guó)氧化鋁工業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量,增加市場(chǎng)需求的品種。根據(jù)我國(guó)鋁土礦資源的有機(jī)物含量低,采用燒結(jié)法能夠生產(chǎn)白度較高的氧化鋁產(chǎn)品的特點(diǎn),大力發(fā)展化學(xué)品氧化鋁,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。到2005年,實(shí)現(xiàn)氧化鋁產(chǎn)品全部為優(yōu)質(zhì)砂狀氧化鋁,化學(xué)品氧化鋁量占氧化鋁總量的10%左右。④挖掘潛力,擴(kuò)大產(chǎn)能,滿足電解發(fā)展的需求。到2005年要使氧化鋁產(chǎn)能達(dá)8000ｋｔ/ａ以上。若要使我國(guó)氧化鋁增長(zhǎng)速度與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和鋁消費(fèi)增長(zhǎng)速度相適應(yīng),僅依靠新建氧化鋁廠是不現(xiàn)實(shí),也是不可能的。因此,應(yīng)以企業(yè)的挖潛改造,擴(kuò)大產(chǎn)能為主,積極穩(wěn)妥地發(fā)展氧化鋁工業(yè),滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。在挖掘潛力,擴(kuò)大產(chǎn)能與規(guī)模的同時(shí),亦可以規(guī)模經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。⑹加快鋁土礦資源的開(kāi)發(fā)。從國(guó)內(nèi)、外兩個(gè)方面入手來(lái)開(kāi)發(fā)鋁土礦資源,首先加大國(guó)內(nèi)礦產(chǎn)資源勘探力度,有效保護(hù)和合理利用國(guó)內(nèi)鋁土礦資源。建立鋁土礦資源評(píng)價(jià)和管理體系。⑤必須以謹(jǐn)慎的態(tài)度,冷靜\客觀地分析和評(píng)價(jià)各地鋁土礦資源從確保氧化鋁工業(yè)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的角度科學(xué)論證項(xiàng)目發(fā)展規(guī)劃.合理控制氧化鋁生產(chǎn)規(guī)模。同時(shí),注重保持氧化鋁工業(yè)與所在區(qū)域的資源\能源\市場(chǎng)需求同步發(fā)展.也就是說(shuō),既要考慮新增氧化鋁產(chǎn)能,更要考慮已有氧化鋁產(chǎn)能的可持續(xù)發(fā)展;既要考慮如何獲取充足的優(yōu)質(zhì)資源和能源,更要考慮市場(chǎng)的需求能力.考慮環(huán)境影響.交通運(yùn)輸保障.地方經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展等諸多因素.⑥必須大力發(fā)展氧化鋁清潔生產(chǎn)工藝氧化鋁是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一,是“10種有色金屬”之首———鋁的原材料,同時(shí)應(yīng)用于化工、制藥、陶器及建筑材料行業(yè),直接關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)是世界上主要的氧化鋁生產(chǎn)國(guó),2002年共生產(chǎn)氧化鋁541萬(wàn)噸,2003年為590萬(wàn)噸,2004年將達(dá)到660萬(wàn)噸,占世界總產(chǎn)量的十分之一,然而,我國(guó)的鋁土礦資源卻相對(duì)貧乏,按2000年末我國(guó)審定的儲(chǔ)量結(jié)果,我國(guó)鋁土礦儲(chǔ)量?jī)H為3.6億噸,基礎(chǔ)儲(chǔ)量5億噸,資源量18億噸,僅占全球儲(chǔ)量的1.5%。同時(shí),由于國(guó)外多為Ａ/Ｓ高的三水鋁石鋁土礦,美國(guó)鋁業(yè)公司、加拿大鋁業(yè)公司等采用的是流程簡(jiǎn)單、能耗低的拜耳法生產(chǎn)工藝,而我國(guó)的鋁土礦主要為中、低品位的一水硬鋁石鋁土礦,采用的生產(chǎn)工藝方法只能是流程復(fù)雜、能耗高、成本高的燒結(jié)法或混聯(lián)法。氧化鋁屬于資源型工業(yè),原材料用量、能源消耗量、三廢產(chǎn)生量都很大,導(dǎo)致能源利用率很低,因此,要實(shí)施氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,就必須實(shí)施清潔生產(chǎn)。積極采用新工藝新技術(shù)節(jié)省資源、能源,減少或防止污染物排放,改善作業(yè)環(huán)境,保護(hù)員工生命與健康,實(shí)現(xiàn)“經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益”三個(gè)目標(biāo),創(chuàng)造良好的企業(yè)形象,提高企業(yè)的生存力和競(jìng)爭(zhēng)力。盡管我國(guó)生產(chǎn)的氧化鋁總量占有世界市場(chǎng)的10.08%,但由于我國(guó)氧化鋁工業(yè)普遍采用的是燒結(jié)法或混聯(lián)法生產(chǎn)工藝,流程復(fù)雜,能耗、成本高,資源利用率低,僅為30%左右,與世界先進(jìn)水平相差十個(gè)百分點(diǎn)。同時(shí),污染嚴(yán)重,產(chǎn)生大量的廢水、廢氣、廢渣等“三廢”,是名副其實(shí)的排污大戶。氧化鋁生產(chǎn)中需要消耗的主要資源鋁土礦按1噸氧化鋁生產(chǎn)需要消耗2.2噸鋁土礦考慮,2002年國(guó)內(nèi)消耗鋁土礦資源約1190萬(wàn)噸,根據(jù)“十五”規(guī)劃,到2005年,我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)能力最大可達(dá)680萬(wàn)噸,由此計(jì)算2005年鋁土礦的消耗量約為1496萬(wàn)噸;石灰石按生產(chǎn)1噸氧化鋁消耗1.2噸石灰石進(jìn)行計(jì)算,2002年共消耗石灰石649.2萬(wàn)噸,2005年將最少消耗石灰石816萬(wàn)噸;水據(jù)統(tǒng)計(jì)每生產(chǎn)1噸氧化鋁需耗新水11噸,2002年因生產(chǎn)氧化鋁全國(guó)共消耗新水5951萬(wàn)噸,2005年將達(dá)到7480萬(wàn)噸;煤是氧化鋁生產(chǎn)的主要能源,除作為工藝用煤以外,還作為燃料為氧化鋁生產(chǎn)提供電力、蒸汽等,按1噸氧化鋁生產(chǎn)需要1.2噸煤進(jìn)行計(jì)算,年需要煤649.2萬(wàn)噸。從以上的統(tǒng)計(jì)可以看出,氧化鋁生產(chǎn)需要消耗大量的自然資源,是一項(xiàng)高能耗的產(chǎn)業(yè),每生產(chǎn)一噸氧化鋁約需要消耗資源15.6噸,即產(chǎn)品與資源之比為1:15.6,如果僅考慮鋁土礦、石灰石、煤等具有不可再生性的一次性資源,那么氧化鋁資源利用率為27%。⑧實(shí)施我國(guó)新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略是我國(guó)氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在我國(guó)氧化鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展和我國(guó)鋁土礦資源有限的保證程度已形成鮮明的對(duì)比。國(guó)內(nèi)對(duì)氧化鋁的強(qiáng)烈需求促使我國(guó)氧化鋁規(guī)模和技術(shù)水平不斷提高。但是對(duì)氧化鋁生產(chǎn)成本至關(guān)重要的鋁土礦資源,特別是優(yōu)質(zhì)高品位資源已逐漸減少,平均保證程度少于10年。今后我國(guó)氧化鋁工業(yè)的發(fā)展只能建立在資源量還較充裕的中低品位鋁土礦的基礎(chǔ)上,同時(shí)還要研究開(kāi)發(fā)其他含鋁資源如煤矸石等。從鋁行業(yè)角度看,當(dāng)前,擺在我國(guó)氧化鋁科技界面前最重要的任務(wù)是:盡快開(kāi)發(fā)相應(yīng)的先進(jìn)適用的生產(chǎn)技術(shù),以有競(jìng)爭(zhēng)力的成本從中低品位一水硬鋁石礦生產(chǎn)出滿足我國(guó)電解鋁工業(yè)要求的高質(zhì)量砂狀氧化鋁。要在近年內(nèi)保護(hù)我國(guó)有限的優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源,加緊勘探、開(kāi)發(fā)新的優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源,研究利用國(guó)外鋁資源,實(shí)施我國(guó)新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的同時(shí),加快開(kāi)發(fā)應(yīng)用我國(guó)中低品位鋁土礦生產(chǎn)砂狀氧化鋁的高效低耗新工藝,才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)氧化鋁工業(yè)所采用的主要技術(shù)是聯(lián)合法和燒結(jié)法,燒結(jié)法在所有的生產(chǎn)能力中占48.8%,幾乎為一半。燒結(jié)法比例過(guò)高是我國(guó)氧化鋁工業(yè)能耗高的最重要的原因.各種能耗約占我國(guó)氧化鋁廠生產(chǎn)成本的43%,是影響成本的最重要的因素,也是我國(guó)氧化鋁工業(yè)與國(guó)際氧化鋁工業(yè)相比最主要的差距。我國(guó)氧化鋁廠最主要的耗能工序是:燒結(jié)法燒成、蒸發(fā)、拜耳法溶出和燒結(jié)法脫硅。按照系統(tǒng)節(jié)能理論的分析,為大幅度降低生產(chǎn)能耗,最重要的是降低高耗能工序在整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的比例;提高整體循環(huán)效率和重要工序的產(chǎn)出率,降低高耗能工序的單位能耗。因此,采用新技術(shù),盡可能擴(kuò)大拜耳法在生產(chǎn)系統(tǒng)中的份額,縮小燒結(jié)法的比例,是系統(tǒng)節(jié)能最重要的方向,也是開(kāi)發(fā)高效低耗氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)的最主要的技術(shù)思路。強(qiáng)化燒結(jié)法、間接加熱強(qiáng)化拜耳溶出、降膜蒸發(fā)、懸浮焙燒等技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用都是提高循環(huán)效率和工序產(chǎn)出率,降低高耗能工序單位能耗的最關(guān)鍵的技術(shù)。在現(xiàn)有的聯(lián)合法中,鋁土礦品位的下降必然導(dǎo)致燒結(jié)法比例的增大,造成能耗和成本的增高。因此,開(kāi)發(fā)應(yīng)用于中低品位鋁土礦及煤矸石等的高效低耗新技術(shù)顯得特別重要和迫切。煤矸石生態(tài)化利用是實(shí)施我國(guó)新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的必然趨勢(shì)。利用煤矸石生態(tài)化提取氧化鋁是實(shí)施我國(guó)新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的重要組成部分,也是具有競(jìng)爭(zhēng)力的新途徑\新技術(shù)路線.2.5煤矸石利用技術(shù)現(xiàn)狀與趨勢(shì)2.5.1煤矸石及其危害煤矸石簡(jiǎn)稱矸石，是在成煤過(guò)程中與煤層伴生的一種含碳量低、堅(jiān)硬的黑色巖石，在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中成為廢棄物。它由碳質(zhì)頁(yè)巖、碳質(zhì)砂巖、砂巖、頁(yè)巖、粘土等巖石組成，矸石的礦物成分主要是高嶺土、石英、蒙脫石、長(zhǎng)石、伊利石、石灰石、硫化鐵、氧化鋁等。不同地區(qū)的矸石由不同種類礦物組成，其含量相差也很懸殊。我國(guó)煤矸石的發(fā)熱量多在6.3MJ/kg以下，其中3.3-6.3MJ/kg,1.3-3.3MJ/kg和低于1.3MJ/kg的各占30%，高于6.3MJ/kg的僅占10%。各地煤矸石的熱值差別很大。由于煤矸石不含碳或含碳量低，不能燃燒或難以燃燒，因此成為煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的固體廢棄物。這些廢棄物在地面堆積，越積越大，就好像一座小山，因此人們形象地將堆積起來(lái)的煤矸石叫做“矸石山”。煤矸石是我國(guó)目前年排放量和累計(jì)存量最大的工業(yè)廢棄物。在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，煤矸石排放量約占煤炭產(chǎn)量的10%，每年排放量約為1億噸左右。在煤炭洗選過(guò)程中，煤矸石約占精煤產(chǎn)量的30%，每年排放量約0.74億噸。全國(guó)每年矸石排放總量約1.7億噸，全國(guó)現(xiàn)有矸石山1500余座，累計(jì)存量約34億噸，占地面積130000多公頃。僅寧夏就有較大的矸石山6座，積存量達(dá)2億多噸，加上各地的小煤礦矸石堆，全區(qū)煤矸石占地面積300余公頃。這些矸石山不僅占用了大量土地，還對(duì)地下水造成嚴(yán)重污染。由于自然降水，使煤矸石中富含的鹽類經(jīng)淋濾、溶解在雨水中滲入到地下，造成矸石山周圍的地下水污染。煤矸石中所含的黃鐵礦（FES）易被空氣氧化，放出的熱量可以促使煤矸石中所含煤炭風(fēng)化以至自燃。矸石自燃時(shí)放出嚴(yán)重污染空氣的SO2。2.5．2利用煤矸石提取氧化鋁的國(guó)內(nèi)外發(fā)展簡(jiǎn)介早在二十世紀(jì)50年代，波蘭克拉科夫礦質(zhì)學(xué)院格日麥克教授就以高鋁煤矸石和高鋁礦煤灰(>30%)為主要原材料，從中提取氧化鋁和利用其殘?jiān)a(chǎn)水泥，取得了研究成果，曾于1960年在波蘭獲得兩項(xiàng)專利，后又在美國(guó)等10多個(gè)國(guó)家獲得了專利權(quán)。70年代，匈牙利的塔爾杜在引進(jìn)了波蘭的專利后，消化、吸收研究格日麥克——塔爾杜的干法煅燒工藝也取得了專利，波蘭利用粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁及其殘?jiān)a(chǎn)水泥，也采用石灰石煅燒法。如：格羅來(lái)維次水泥廠。年產(chǎn)30—萬(wàn)噸水泥和5500噸氫氧化鋁。此外還年產(chǎn)6000噸燭照型砂，因考慮到電子、造紙、皮革的工業(yè)部門需求逐年增加，且氧化鋁供電解生產(chǎn)金屬鋁質(zhì)量很好，由于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氫氧化鋁的經(jīng)濟(jì)效益好目前正進(jìn)行技術(shù)改造，以期達(dá)到年產(chǎn)氫氧化鋁1.25萬(wàn)噸的規(guī)模。美國(guó)采用Ames石灰燒結(jié)法，按年耗用粉煤灰（含>20%）30萬(wàn)噸。提取率為80%，年產(chǎn)5萬(wàn)噸氧化鋁和水泥45萬(wàn)噸的規(guī)模，還將粉煤灰摻入鋁中，提高鋁的產(chǎn)量，降低成本增加硬度，改善可加工性及提高耐磨性。我國(guó)從粉煤灰中提取氧化鋁可追溯到50年代，山東鋁廠曾考慮過(guò)從粉煤灰中提取氧化鋁，以后湖南、浙江等省也有單位進(jìn)行過(guò)此項(xiàng)工作，至1980年安徽省冶金科研所和合肥水泥研究所在進(jìn)行提取氧化鋁和制造水泥的實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)研究后提出用石灰石燒結(jié)碳酸鈉溶出。工藝從粉煤灰中提取氧化鋁。其硅鈣殘?jiān)鼊t作水泥原料的工藝路線，于1982年3月通過(guò)專家鑒定。安徽省電力局科技處也已完成“從粉煤灰中提取氧化鋁并生產(chǎn)膠凝材料的方法”的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)項(xiàng)目，該成果已于1989年1月公開(kāi)，并建立一條年產(chǎn)1000噸和5000噸的中試線。

寧夏建材研究所采取堿－石灰燒結(jié)法。將粉煤灰和石灰、碳酸鈉經(jīng)高溫?zé)Y(jié)成可溶性的鋁酸鈉及不溶性的硅酸鈣等礦物，二者分離后制得氧化鋁并回收堿，殘?jiān)嘤米鞴杷猁}水泥原料，該試驗(yàn)亦已于1987年9月由寧夏區(qū)科委組織通過(guò)鑒定。此外，河南省平頂出市第一建材廠利用粉煤灰冶煉鋁合金等取得成功。每噸鋁硅合金售價(jià)約6000元左右，該合金可用作煉鎂還原劑，使每噸鎂成本降低1200元以上，可作煉鋼脫氧劑，使每噸鋼成本下降40元左右。我國(guó)目前所用煉鋼脫氧劑為工業(yè)爐熔化多晶硅和鋁錠，每年生產(chǎn)6000萬(wàn)噸鋼，如果用從粉煤灰中制取的鋁合金，則每年可節(jié)約鋁錠3萬(wàn)噸（合1億元），可利用粉煤灰60萬(wàn)噸，降低成本達(dá)24億元。此外，二十世紀(jì)90年，我國(guó)出現(xiàn)了幾個(gè)從煤矸石提取氧化鋁的專利報(bào)道。但是大部分處于實(shí)驗(yàn)室研究，只有在甘肅、山東、山西等地采用硫酸加壓法從煤系高嶺石中提取氧化鋁制備硫酸鋁，生產(chǎn)規(guī)模在數(shù)千到萬(wàn)噸，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。2.5.3煤矸石為原料提取氧化鋁的幾種技術(shù)路線比較分析煤矸石中若含有20%～35%的氧化鋁,就是制備Ａｌ(ＯＨ)3、Ａｌ2Ｏ3的很好資源。但目前煤矸石絕大多數(shù)都是用來(lái)發(fā)電、生產(chǎn)磚、空心砌塊等建材,利用價(jià)值較低。煤矸石中的主要礦物相為高嶺石(Ａｌ2Ｏ3·2ＳｉＯ2·2Ｈ2Ｏ)與石英(ＳｉＯ2),高嶺石具有單層網(wǎng)結(jié)構(gòu),即由1層水鋁石和1層硅氧體結(jié)合而成,單網(wǎng)層間由氫鍵相聯(lián),其中氧化鋁的活性差,要從高嶺石中提取氧化鋁十分困難。為從煤矸石中提取氧化鋁,需將煤矸石進(jìn)行礦物改性處理,使高嶺石中的氧化鋁成為活性氧化鋁是常用的方法。目前報(bào)道的以煤矸石為原料提取氧化鋁的方法有酸法、堿法、混鹽法、電鋁水泥法四類。前三中方法文獻(xiàn)報(bào)道的多是煤系高嶺巖為原料（此種原料中氧化鋁含量可以高達(dá)36%-40%），第四種方法是煤矸石發(fā)電后利用粉煤灰作原料的堿石灰燒結(jié)法工藝（拜耳法的變種）。①酸法即先通過(guò)高溫焙燒活化矸石，然后用鹽酸或硫酸等先提取鋁鹽,如氯化鋁、硫酸鋁、銨明礬等,再將鋁鹽煅燒后可得到氧化鋁;如專利號(hào)為94113062，“用煤矸石制備氫氧化鋁工藝”該法的氧化鋁提取鋁一般較低，在20-40%，且對(duì)不同地區(qū)的煤矸石而言提取率差別很大。由于其要高溫煅燒、提取率低等缺陷，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的意義不大。

另有<申請(qǐng)?zhí)?gt;91110937，<發(fā)明名稱>用煤矸石生產(chǎn)硫酸鋁的方法該法的氧化鋁提取率在50-60%，且對(duì)優(yōu)質(zhì)煤矸石-煤系高嶺石即含碳、鐵很低，而氧化鋁含量較高（一般大于38%）的煤矸石較好，對(duì)其他儲(chǔ)量最大的劣質(zhì)煤矸石來(lái)講，該法與上述方法差異不大；由于優(yōu)質(zhì)煤矸石-煤系高嶺石資源十分有限，加之將其高溫煅燒后改性處理即可作為工業(yè)填料利用，因此該法的競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。②堿法即用堿性物質(zhì)來(lái)提取Al2O3,常見(jiàn)的有：堿石灰燒結(jié)法和硫化物法。硫化物法類似于拜耳法生產(chǎn)Al2O3,Na2S等能有選擇性地溶解Al2O3,并在很大程度上抑制SiO2的溶解,但該法在碳酸化時(shí)放出H2S,環(huán)境污染較嚴(yán)重,目前此法仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。石灰石燒結(jié)法類似于鋁礬土燒結(jié)法制Al2O3,但由于煤系高嶺巖含SiO2高而需要消耗大量石灰石并增加燃料消耗,還產(chǎn)生大量赤泥渣。石灰燒結(jié)法要求原料中的Al/Si>4,當(dāng)原料中的SiO2含量較低時(shí),Al2O3實(shí)際溶出率與理論溶出率相符,但當(dāng)原料中的SiO2含量較高時(shí),Al2O3實(shí)際溶出率比理論溶出率低較多,且隨原料SiO2含量增高,Al2O3溶出率更加降低。煤系高嶺巖含SiO2>46%,其Al/Si為1.0左右,不滿足燒結(jié)法對(duì)原料的要求,煤系高嶺巖直接采用燒結(jié)法提取Al2O3時(shí),由于SiO2含量高而使得Al2O3溶出率很低,小于45%。故而需要將煤系高嶺巖進(jìn)行預(yù)脫硅處理,使其Al/Si提高到4以上,再用燒結(jié)法提取Al2O3,可以大大提高Al2O3的提取率。但同時(shí)耗能增加，工藝復(fù)雜化。大量文獻(xiàn)報(bào)道以及我們的研究表明，該法還存在一個(gè)很大缺陷：即對(duì)原料矸石中鐵含量要求較高，一般要低于1.8時(shí)氧化鋁提取鋁才能達(dá)到80%左右，否則提取率在25-50%之間。一般煤系高嶺巖經(jīng)1000℃、30min焙燒活化后,以15%NaOH溶液對(duì)其進(jìn)行脫硅處理,選用適當(dāng)?shù)闹鷦?可在液固比為5ml/g、90℃、90min的條件下獲得70%左右的脫硅率。使高嶺巖的Al/Si由0.96提高到4.88,滿足了堿石灰燒結(jié)法對(duì)原料Al/Si的要求。然后，同樣采用堿石灰燒結(jié)法提取氧化鋁,在1150℃下燒結(jié)60min后,飽和生料的Al2O3提取率由煤系高嶺巖的45%提高到精礦的89%。預(yù)脫硅處理將高嶺巖的氧化鋁提取率提高了近一倍。目前此法仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。[薛茹君，從煤系高嶺巖中提取氧化鋁，第23卷第4期,46-50安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)2003，Vol.23，No4]在堿石灰石燒結(jié)法中，有文獻(xiàn)報(bào)道氧化鋁活化過(guò)程中巧妙地利用Ｃ2Ｓ晶相轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的體積膨脹,造成硅酸二鈣連同其它礦物一起粉化(自粉化),省去了傳統(tǒng)的粉磨工序,可節(jié)省電能,而且化學(xué)粉碎形成的粉末比機(jī)械粉磨的粉末更細(xì),有利于以ＮａＡｌＯ2形式提取鋁組分。也有人報(bào)道了用高效分散劑碳化法制備超細(xì)氫氧化鋁,提取率大于80%。該法的缺點(diǎn)是：活化氧化鋁要使用大量的石灰石、純堿，致使高溫活化這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)工藝難以控制，耗能高，設(shè)備投資大，且對(duì)原料矸石中鐵含量有較高要求，因此使工藝溫定性降低，生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)加大，目前仍處在小試階段。③混鹽法該法對(duì)煤矸石中氧化鋁的的提取鋁在50-60%左右，提取率不高，且硫酸銨損失較大，綜合成本高于酸法，未見(jiàn)工業(yè)化的報(bào)道。④．煤矸石發(fā)電后利用粉煤灰作原料的堿石灰燒結(jié)法工藝內(nèi)蒙古蒙西高新技術(shù)集團(tuán)有限公司2002年提出了申請(qǐng)?zhí)枮?2116060，發(fā)明名稱為“綜合利用煤矸石聯(lián)產(chǎn)電、鋁、水泥生產(chǎn)工藝”，該專利的基本內(nèi)容是：

公開(kāi)了一種綜合利用煤矸石聯(lián)產(chǎn)電、鋁、水泥生產(chǎn)工藝。是利用煤矸石為原料，將發(fā)電、制鋁和水泥生產(chǎn)結(jié)合起來(lái)，發(fā)出的電力供電解鋁使用，電廠廢料粉煤灰為制鋁原料，經(jīng)破碎、煅燒、浸取、過(guò)濾、脫硅、碳分等工序生產(chǎn)氧化鋁；利用生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的硅鈣渣為原料生產(chǎn)水泥。是一種變廢為寶、符合可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)政策的新技術(shù)路線。具我們的實(shí)地考察，該專利于2004年6月完成了中試并通過(guò)了鑒定。該公司按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，計(jì)劃在園區(qū)內(nèi)建設(shè)20萬(wàn)噸/年生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)投資約20億。該法生產(chǎn)氧化鋁的原材料成本約1800元（有自備煤礦、石灰石礦，配套原料運(yùn)距短且來(lái)源充足，電價(jià)便宜等外部?jī)?yōu)勢(shì)）。該法從技術(shù)上分析沒(méi)有獨(dú)特之處，只是采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)的模式對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行集合、綜合，并在一個(gè)園區(qū)內(nèi)統(tǒng)籌考慮，生產(chǎn)要素的優(yōu)化較好，技術(shù)路線的外部?jī)?yōu)勢(shì)明顯，因而有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。但是不足之處在于：技術(shù)工藝的能耗高、工藝不易控制等技術(shù)問(wèn)題并沒(méi)有根本解決，同時(shí)項(xiàng)目的設(shè)備投資大，即固定資產(chǎn)投資很大，一般企業(yè)難以承受，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)明顯增大。若加上設(shè)備折舊等，該法實(shí)際生產(chǎn)成本估計(jì)在2000元左右，而售價(jià)在3800元/噸，有較好的市場(chǎng)空間。⑤利用煤矸石生產(chǎn)鋁鹽和硅酸鹽的綜合工藝方法中國(guó)專利（申請(qǐng)?zhí)?0112070）報(bào)道了“利用煤矸石生產(chǎn)鋁鹽和硅酸鹽工藝方法”，其特征在于采用堿熔－水解－碳化－苛化工藝生產(chǎn)鋁鹽、硅酸鹽及沉淀碳酸鈣：（１）將煤矸石粉碎后焙燒除碳、活化，焙燒產(chǎn)生的煙道氣及下面其他工藝段加熱用燃煤爐產(chǎn)熱。該法是堿熔－水解－碳化－苛化及相應(yīng)的酸溶、堿溶工藝的綜合，可以得到氫氧化鋁和硅酸，由此延伸開(kāi)發(fā)種類規(guī)格靈活敏多的鋁鹽和硅酸鹽。該法是幾種方法的綜合，技術(shù)復(fù)雜，尚未見(jiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的報(bào)道。本科技攻關(guān)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新技術(shù)本課題組開(kāi)發(fā)的2種新技術(shù),克服了前人技術(shù)的缺點(diǎn),具有成本低.過(guò)程容易控制.綜合效益明顯的優(yōu)勢(shì),通過(guò)了專家鑒定,具備很強(qiáng)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力.(參見(jiàn)后面的分析)5.2.4矸石利用新技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)以煤系硬質(zhì)高嶺巖為主要成分的煤矸石,在我國(guó)煤系地層中儲(chǔ)量巨大,近100億噸,這些煤矸石大多在煤的開(kāi)采過(guò)程中被帶出,做為廢石堆放,占地的同時(shí)又造成一定的環(huán)境污染,開(kāi)發(fā)利用煤矸石已成為煤礦非煤產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向之一,對(duì)礦產(chǎn)資源的再生和環(huán)境保護(hù)意義重大。煤矸石中有些是以高嶺石為主，含量為90%～95%,主要成分為三氧化二鋁和二氧化硅,三氧化二鋁含量為34%～39%，其含碳、鐵等很低，較早被開(kāi)發(fā)利用。有些地區(qū)如內(nèi)蒙古、山東、河北、山西、寧夏等地有一定量的高氧化鋁矸石。但是煤矸石成分因地區(qū)不同而變化較大，高鋁矸石多是人工揀出的，其儲(chǔ)量少。而95%以上的煤矸石是氧化鋁在20%-29之間，且結(jié)構(gòu)、成分較復(fù)雜?？傊?，在21世紀(jì)煤矸石可作為一種潛在的鋁、硅資源而引起高度重視。目前許多國(guó)家都投入力量進(jìn)行煤矸石再生資源的綜合利用開(kāi)發(fā)。研究方向主要有:(1)利用煤矸石加工建材;(2)利用煤矸石發(fā)電;(3)利用煤矸石中提取氧化鋁等化工產(chǎn)品方向有廣闊的利用前景。國(guó)內(nèi)煤矸石綜合利用開(kāi)發(fā)早已引起有關(guān)部門的高度重視,并不斷投入資金和低息貸款進(jìn)行扶持。國(guó)內(nèi)煤矸石綜合利用的成功經(jīng)驗(yàn)很多,尤其是煤矸石發(fā)電的技術(shù)和設(shè)備已成系列化,煤矸石制建材也已從單純用煤矸石制磚的基礎(chǔ)上向更廣闊的建材領(lǐng)域發(fā)展。國(guó)內(nèi)最新研究表明,煤矸石制取化工原料取得試驗(yàn)性成果。主要可以用來(lái)生產(chǎn)氯化鋁、聚合氯化鋁及白炭黑等化工產(chǎn)品。多聯(lián)產(chǎn)提取氧化鋁的研究才開(kāi)始。近年來(lái)國(guó)內(nèi)某專業(yè)機(jī)構(gòu)研制的自燃煤矸石超細(xì)粉，能以不同比例取代水泥、石灰用于各種建筑工程。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的專家們于2004年2月宣布已成功開(kāi)發(fā)出煤矸石制造瓷質(zhì)磚的新技術(shù)，該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化有望使約占全國(guó)工業(yè)固體廢棄物總量40%的煤矸石變廢為寶。此外，提取氧化鋁研究了幾十年，除電鋁水泥法2004年進(jìn)行了中試并計(jì)劃投資20億建廠外外，其余工藝在國(guó)內(nèi)未見(jiàn)規(guī)模化試驗(yàn)的報(bào)道。其中原因主要是：21世紀(jì)之前，文獻(xiàn)報(bào)道國(guó)外如波蘭、美國(guó)等國(guó)家曾在60-70年代分別申請(qǐng)了石灰-純堿法、混鹽法的專利，并且有年產(chǎn)1-2萬(wàn)噸的規(guī)?；a(chǎn)裝置。從60年代開(kāi)始，我國(guó)也有不少關(guān)于用煤矸石、粉煤灰為原料提取氧化鋁的的研究報(bào)道，80年代中期以后相繼有一些專利申請(qǐng)。但是由于從經(jīng)濟(jì)上考慮，該路線生產(chǎn)成本較高，而氧化鋁的售價(jià)較低，無(wú)法與鋁土礦路線競(jìng)爭(zhēng)，因此沒(méi)有引起產(chǎn)業(yè)界的重視。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)的鋁業(yè)迅猛發(fā)展，加上能源緊張等因素以及前述的我國(guó)鋁土礦資源的劣勢(shì)凸現(xiàn)等，導(dǎo)致氧化鋁原料緊張，其價(jià)格飛漲，而且這種局面連續(xù)了近2年而無(wú)走低的趨勢(shì)。在這種背景下，煤矸石為原料提取氧化鋁的路線必然是一種有價(jià)值的選擇。2.6項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)分析（行業(yè)情況分析）目前煤矸石的主要化學(xué)化工加工方向是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋁鹽，傳統(tǒng)上鋁鹽主要用在造紙、水凈化、鑄造、涂料、醫(yī)藥等行業(yè)。而近年來(lái)隨著無(wú)機(jī)粉體材料的快速發(fā)展，一個(gè)開(kāi)發(fā)方向就是將高純鋁鹽作為材料前體，生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁?？梢酝ㄟ^(guò)一定的工藝進(jìn)行二次加工得到數(shù)百個(gè)氧化鋁粉體材料，該粉體材料廣泛應(yīng)用與陶瓷、橡膠、塑料、石油催化、耐火材料等領(lǐng)域。全世界每年需求在500萬(wàn)噸以上化學(xué)品氧化鋁，而我國(guó)還需大量進(jìn)口。若對(duì)煤矸石經(jīng)化學(xué)處理，可利用有效鋁、硅元素，生產(chǎn)鋁系列產(chǎn)品和硅系列產(chǎn)品如硫酸鋁、氧化鋁以及水玻璃、白炭黑等，均具有廣闊的市場(chǎng)。我國(guó)煤矸石的化學(xué)利用長(zhǎng)期處在技術(shù)進(jìn)步緩慢、技術(shù)集成性差、實(shí)用化技術(shù)開(kāi)發(fā)少、尚未形成規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的態(tài)勢(shì)。材料科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，呼喚煤矸石的生態(tài)化學(xué)利用技術(shù)的創(chuàng)新。2.6.1氧化鋁的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力2003年中國(guó)電解鋁產(chǎn)量達(dá)到440萬(wàn)噸,消耗880萬(wàn)噸氧化鋁,加上非冶金消耗的54.5萬(wàn)噸氧化鋁,總體來(lái)說(shuō),消耗氧化鋁共計(jì)934.5萬(wàn)噸。2004年前7個(gè)月鋁錠產(chǎn)量為301.5萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)全年產(chǎn)量在520萬(wàn)噸左右,需要的氧化鋁應(yīng)達(dá)1040萬(wàn)噸,而非冶金用氧化鋁繼續(xù)按去年的水平計(jì)算,那么全年的氧化鋁需求將達(dá)到1094.5萬(wàn)噸。目前,隨著國(guó)內(nèi)電解鋁企業(yè)擴(kuò)張速度的增長(zhǎng),氧化鋁的供應(yīng)在2005年前仍然無(wú)法滿足市場(chǎng)需要,因此氧化鋁價(jià)格在短期之內(nèi)較難緩解。中國(guó)氧化鋁的產(chǎn)量長(zhǎng)期不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求,每年都要大量進(jìn)口來(lái)補(bǔ)充,2000年進(jìn)口188萬(wàn)噸,2001年進(jìn)口334萬(wàn)噸,2002年進(jìn)口457萬(wàn)噸,占國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的比例分別為:30%、41%、45%。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù),2004年1-6月份,我國(guó)氧化鋁產(chǎn)量為341.8萬(wàn)噸,比2003年同期增加了16.86%,進(jìn)口氧化鋁285萬(wàn)噸,比2003年同期增加了29萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)11.1%.2004年,國(guó)內(nèi)冶金級(jí)氧化鋁的需求量約為1240萬(wàn)噸,中鋁公司氧化鋁產(chǎn)量上升了7.4%,達(dá)到650萬(wàn)噸.由此可見(jiàn),國(guó)內(nèi)需進(jìn)口氧化鋁約為590萬(wàn)噸,預(yù)計(jì)2005年中鋁公司氧化鋁產(chǎn)量可提高23%,達(dá)到800萬(wàn)噸,以彌補(bǔ)氧化鋁缺口.山東鋁業(yè)日前公告,根據(jù)國(guó)內(nèi)外氧化鋁市場(chǎng)需求和價(jià)格情況,將主導(dǎo)產(chǎn)品冶金級(jí)氧化鋁出廠價(jià)格由3930元/噸上調(diào)為4130元/噸(含稅),幅度為5.09%。這已是公司在一個(gè)月之內(nèi)第二次上調(diào)冶金級(jí)氧化鋁價(jià)格。公告還披露,目前進(jìn)口氧化鋁到岸價(jià)已升至430美元/噸以上。山東鋁業(yè)曾在2004年9月23日公告,冶金級(jí)氧化鋁出廠價(jià)格已由3750元/噸上調(diào)為3930元/噸(含稅),幅度為4.8%。此其時(shí)進(jìn)口氧化鋁到岸價(jià)已升至400美元/噸以上。據(jù)悉,山東鋁業(yè)氧化鋁價(jià)格的變動(dòng),是在母公司中國(guó)鋁業(yè)系統(tǒng)內(nèi)統(tǒng)一進(jìn)行的。2.6.2.氧化鋁價(jià)格未來(lái)走勢(shì)以冶煉氧化鋁為例：對(duì)于未來(lái)氧化鋁價(jià)格走勢(shì),業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,未來(lái)需求將繼續(xù)增長(zhǎng),國(guó)內(nèi)缺口增大,而全球氧化鋁產(chǎn)量近兩年增長(zhǎng)很小,加之海運(yùn)費(fèi)用上漲,因此,2006年以前氧化鋁供需緊張的狀況難以改變,其價(jià)格將維持高位運(yùn)行,2004年最高價(jià)格突破了4000元/噸,全年均價(jià)估計(jì)在3700元左右。2003年,氧化鋁價(jià)格由年初的1830元/噸,上漲到年底的3700元/噸,漲幅達(dá)102.2%;鋁價(jià)與年初相比漲幅達(dá)16.6%。盡管國(guó)產(chǎn)氧化鋁產(chǎn)能和產(chǎn)量逐年增長(zhǎng),仍遠(yuǎn)不能滿足電解鋁生產(chǎn)的需要,每年需大量進(jìn)口氧化鋁。進(jìn)口量和比例逐年增加。由于近兩年電解鋁成為投資熱點(diǎn),產(chǎn)能迅速膨脹,導(dǎo)致氧化鋁供應(yīng)緊張。預(yù)計(jì)未來(lái)兩年受制于實(shí)際有效產(chǎn)能的增長(zhǎng),全球氧化鋁市場(chǎng)的供應(yīng)短缺將十分明顯,國(guó)內(nèi)供應(yīng)短缺也將加劇,未來(lái)氧化鋁價(jià)格將繼續(xù)高位運(yùn)行,不排除繼續(xù)上漲的可能。在氧化鋁總產(chǎn)能中，世界10%左右為化學(xué)品氧化鋁，其價(jià)格是冶煉氧化鋁的4-10倍。由于國(guó)內(nèi)氧化鋁產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，還導(dǎo)致化學(xué)品氧化鋁的短缺。因此國(guó)內(nèi)化學(xué)品氧化鋁的市場(chǎng)需求缺口也比較大。傳統(tǒng)上，多數(shù)氫氧化鋁、氧化鋁均采用鋁土礦堿法生產(chǎn),要求有較高的鋁硅比。我國(guó)鋁土礦主要分布在山西、河南、貴州、廣西等省。鋁土礦鋁硅比低于4.5,則采用燒結(jié)法生產(chǎn),能耗高、成本提高。隨著鋁土礦的長(zhǎng)期開(kāi)采,露采礦石產(chǎn)量及性能將無(wú)法滿足日益發(fā)展的鋁業(yè)要求。開(kāi)展煤矸石制備鋁鹽、水合氧化鋁及氧化鋁的開(kāi)發(fā)研究,不僅可以擴(kuò)展煤矸石的綜合利用途徑,也可為鋁業(yè)生產(chǎn)開(kāi)拓一條取之不盡、用之不竭的礦物資源。2.6.4二氧化硅的未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力據(jù)美國(guó)知名咨詢公司Ｆｒｅｅｄｏｎｉａ集團(tuán)最新的一份研究報(bào)告指出,今后幾年美國(guó)特種二氧化硅市場(chǎng)需求將以年均6.5%的速度快速增長(zhǎng),到2008年該市場(chǎng)的份額將達(dá)到15億美元。該報(bào)告進(jìn)一步指出,高性能輪胎填充物需求的增長(zhǎng)將帶動(dòng)沉淀二氧化硅需求的快速增長(zhǎng),作為特種二氧化硅產(chǎn)品中最大的品種,沉淀二氧化硅將以年均6.7%的速度增長(zhǎng),到2008年其市場(chǎng)份額將達(dá)6.16億美元;而電子工業(yè)對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨液需求的增長(zhǎng)則會(huì)刺激氣相法白炭黑需求的快速增長(zhǎng),該市場(chǎng)有望以年均7%的速度增長(zhǎng),到2008年其市場(chǎng)份額將達(dá)到4.46億美元;特種二氧化硅中其他的品種如硅膠、熔融二氧化硅等產(chǎn)品市場(chǎng)有望以年均5.7%的速度增長(zhǎng),到2008年的市場(chǎng)份額將達(dá)到4.43億美元。——白碳黑的需求趨勢(shì)白炭黑從上世紀(jì)40年代投入工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái),經(jīng)過(guò)近60年的應(yīng)用和研究,已成為橡膠、塑料、造紙、農(nóng)業(yè)、染料、化妝品、牙膏、涂料、油墨等十幾個(gè)領(lǐng)域不可缺少的助劑。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,工業(yè)需求量也呈快速增長(zhǎng)勢(shì)頭,尤其是上世紀(jì)80年代中期,白炭黑的生產(chǎn)量遠(yuǎn)不能達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)的需求,至今這一矛盾仍未得到解決。因此,世界各國(guó)都在積極研究新的工藝方法,以提高轉(zhuǎn)化率、降低成本、增加產(chǎn)量。我國(guó)非金屬礦資源非常豐富,但目前在眾多非金屬礦的開(kāi)發(fā)利用過(guò)程中,有很多資源都是被加工成附加值低的初級(jí)產(chǎn)品,資源未被很好利用。充分開(kāi)發(fā)利用這些資源,提高資源利用率及經(jīng)濟(jì)價(jià)值,減少環(huán)境污染,對(duì)這些資源進(jìn)行深加工是其有效途徑之一。白炭黑,又名水合二氧化硅,分子式ＳｉＯ2·ｎＨ2Ｏ,是一種重要的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品,具有耐高溫、不燃燒、高電絕緣性、多孔性、高表面活性和內(nèi)表面積大等特點(diǎn).在橡膠、塑料、農(nóng)藥、油漆、制藥、造紙、瓷器、日用化學(xué)品等各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛用途。根據(jù)市場(chǎng)研究公司預(yù)測(cè),美國(guó)特種二氧化硅的銷售額在逐年增加,到2006年銷售額可達(dá)13億美元。促使增加的因素主要是高性能輪胎和工業(yè)橡膠制品對(duì)二氧化硅的使用量在不斷增加。高分散性二氧化硅的開(kāi)發(fā)預(yù)計(jì)能打開(kāi)美國(guó)二氧化硅補(bǔ)強(qiáng)輪胎的市場(chǎng),但只限于高性能載重汽車輪胎和冬季使用.目前工業(yè)上生產(chǎn)白炭黑的方法可分為氣相法和沉淀法兩類,前者以四氯化硅為原料,成本較高,后者以水玻璃為原料,與無(wú)機(jī)酸反應(yīng)制取白炭黑.近年來(lái),隨著改革開(kāi)放的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)白炭黑產(chǎn)量盡管急劇增長(zhǎng),但仍不能滿足市場(chǎng)需求,需要大量進(jìn)口.水玻璃是一種重要的化工原料,現(xiàn)有的生產(chǎn)方法主要是以石英砂和純堿為原料,在1400～1500℃的高溫下熔融反應(yīng)制得,過(guò)程存在能耗高、設(shè)備費(fèi)用高等缺點(diǎn)。本項(xiàng)目以煤矸石提取氧化鋁后的一次殘?jiān)鼮樵?，在低溫堿溶液中即可得到水玻璃，水玻璃就地利用生產(chǎn)超細(xì)高附加值的二氧化硅產(chǎn)品。超細(xì)二氧化硅是一種市場(chǎng)前景好的功能材料，廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、電子信息、功能化纖、新型塑料、樹(shù)脂復(fù)合材料，彩色噴墨打印紙、高級(jí)陶瓷和特種耐火材料以及醫(yī)藥、農(nóng)藥、精細(xì)化工等領(lǐng)域。2.8項(xiàng)目市場(chǎng)需求分析此項(xiàng)攻關(guān)研究緊密結(jié)合寧夏社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主體目標(biāo)，為自治區(qū)黨委和政府提出的“生態(tài)環(huán)境改善與持續(xù)發(fā)展的‘雙贏’目標(biāo)”提供科技支撐。項(xiàng)目的關(guān)鍵創(chuàng)新集成技術(shù)可直接服務(wù)于寧夏新材料工業(yè)基地的發(fā)展、寧夏煤化工基地的發(fā)展以及保護(hù)生態(tài)環(huán)境發(fā)展循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)；可為我區(qū)鋁加工業(yè)培育原料基地。其煤矸石生態(tài)化利用系統(tǒng)技術(shù)、模式和經(jīng)驗(yàn)，具有廣泛的針對(duì)性、先進(jìn)性和適用性。最后，該技術(shù)模式、經(jīng)驗(yàn)對(duì)我國(guó)及其它國(guó)家類似地區(qū)的生態(tài)綜合治理和循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有參考和借鑒價(jià)值。三、項(xiàng)目的基礎(chǔ)條件：與項(xiàng)目相關(guān)的前期工作情況，現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)和工作基礎(chǔ)，包括前期所取得的成果或技術(shù)（工藝）情況，國(guó)內(nèi)外在該技術(shù)領(lǐng)域的專利情況，相關(guān)領(lǐng)域的試驗(yàn)及示范基地建設(shè)情況，研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等情況3.1前期工作情況2004年初，我們開(kāi)始了利用寧夏煤矸石提取氧化鋁的科技攻關(guān)研究，到目前小試研究基本完成并取得了新的突破.2005年7月1日通過(guò)了科技廳組織的專家驗(yàn)收.根據(jù)文獻(xiàn)檢索及查新，我們提出的針對(duì)不同種類的煤矸石提取氧化鋁的綜合利用工藝方法獨(dú)特.先進(jìn)，并進(jìn)行了小試,小試成果通過(guò)了驗(yàn)收鑒定.表明應(yīng)用潛力大,前景廣闊。對(duì)多種我區(qū)煤矸石進(jìn)行了一年多的研究，已經(jīng)打通小試工藝，申報(bào)了專利2項(xiàng)。該工藝具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.操作簡(jiǎn)單、投資少、能得到優(yōu)質(zhì)鋁鹽。2.整個(gè)工藝路線采用閉合循環(huán)，基本符合綠色化要求。3.該工藝耗能低，容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多元化。這些課題研究使得課題組成員積累了較為豐富的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將為本攻關(guān)研究提供操作性強(qiáng)的技術(shù)路線和技術(shù)方案，為順利開(kāi)展本課題研究奠定了良好基礎(chǔ)并將起到不可或缺的技術(shù)支撐作用。3.2研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍和產(chǎn)學(xué)研結(jié)合等情況本課題組是一個(gè)具有較高綜合研究能力的科技人員組成，具有長(zhǎng)期開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)和應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究的豐富經(jīng)驗(yàn)；積累了較豐富的項(xiàng)目管理及協(xié)調(diào)經(jīng)驗(yàn)，鍛煉和成長(zhǎng)了一批科研、工程技術(shù)及科研業(yè)務(wù)管理復(fù)合型人才，具備了進(jìn)行重大科技攻關(guān)項(xiàng)目的決策指揮、路線設(shè)計(jì)、技術(shù)指導(dǎo)、組織實(shí)施、協(xié)調(diào)管理的經(jīng)驗(yàn)和能力。因此，具備了聯(lián)合開(kāi)展課題攻關(guān)的基礎(chǔ)條件。同時(shí)，課題組在科技廳高新處的指導(dǎo)下，擬以小試成果為基礎(chǔ)，盡快與企業(yè)進(jìn)行合作，共同承擔(dān)、并實(shí)施該科技攻關(guān)項(xiàng)目。四、項(xiàng)目攻關(guān)總體目標(biāo)，實(shí)施年限，具體的考核指標(biāo)（含主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)）及年度計(jì)劃安排在實(shí)驗(yàn)室研究工作的基礎(chǔ)上，通過(guò)系統(tǒng)集成與創(chuàng)新，中試檢驗(yàn)和進(jìn)一步優(yōu)化小試方案，完成兩種針對(duì)不同種類的煤矸石提取氧化鋁的綜合利用工藝方法的中試開(kāi)發(fā)研究，為大規(guī)模推廣應(yīng)用具有能耗較低、操作簡(jiǎn)化、氧化鋁提取率高、殘?jiān)梢杂靡簤A高收率地再提取二氧化硅的綜合技術(shù)。六、項(xiàng)目的主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)，關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容，項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)、工藝路線可能取得的專利(尤其是發(fā)明專利和取得國(guó)外專利)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析6.1課題的主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)本課題以實(shí)施煤矸石高效綜合利用為目標(biāo)，通過(guò)集成創(chuàng)新，研究煤矸石資源化化利用生產(chǎn)鋁鹽及硅酸鈉等化學(xué)品的關(guān)鍵技術(shù)體系。其酸溶提取法主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)如下：采用循環(huán)活化酸浸新技術(shù),開(kāi)發(fā)了以煤矸石（高炭）為原料制取鋁鹽和水玻璃的新工藝。該工藝基本無(wú)三廢，為新型綠色化工藝。該新工藝即使對(duì)高碳煤矸石也不需焙燒，節(jié)省能源，工藝簡(jiǎn)單，減除污染，可系統(tǒng)得到鋁鹽、硅酸鹽和低灰炭。該法鋁、硅元素及炭份得到高效分離提取。其氧化鋁提取率大于90%，氧化硅提取率大于90%，炭分不被燃燒而最后100%回收。該法對(duì)煤矸石原料沒(méi)有特殊要求，對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)煤系高嶺石提取率更高，可以達(dá)92%以上。(5)所得鋁鹽產(chǎn)品質(zhì)量符合國(guó)標(biāo)精制一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。其低溫鹽熔提取法主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)如下：該法實(shí)現(xiàn)了酸鹽聯(lián)合提取氧化鋁工藝的閉路循環(huán)，氧化鋁提取率高、殘?jiān)瑫r(shí)以低能耗獲得硅酸鹽。該新工藝對(duì)煤系高嶺石中鋁、硅元素得到高效分離提取。其氧化鋁提取率大于90%，氧化硅提取率大于90%。以上創(chuàng)新點(diǎn)突出表現(xiàn)在以較低的能耗和原料消耗、比已有方法高出約40%的提取率獲得優(yōu)質(zhì)的鋁鹽，為生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁提供低成本的前提原料。6.2關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容：煤矸石中鋁、硅及炭份高效提取分離的技術(shù)工藝。獲得優(yōu)質(zhì)鋁鹽、硅酸鹽的配套工藝及其設(shè)備。集成出具有良好經(jīng)濟(jì)效益的綠色化的循環(huán)工藝與技術(shù)。6.3課題實(shí)施的技術(shù)路線實(shí)行跨行業(yè)、跨學(xué)科、跨所有制形式的大聯(lián)合，充分發(fā)揮各方面的優(yōu)勢(shì)，緊緊圍繞資源合理利用開(kāi)發(fā)這一主題，建立符合寧夏實(shí)際的產(chǎn)業(yè)技術(shù)支撐體系，以加速開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)為目的，同時(shí)大力組裝配套和推廣應(yīng)用現(xiàn)有成熟的科技成果和適用技術(shù)，有計(jì)劃地組織開(kāi)展科技攻關(guān)，解決實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化中迫切需要解決的技術(shù)關(guān)鍵和難題。（1）收集和集成國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有科技成果，進(jìn)行組裝配套，優(yōu)化組合，升華為新的、具有更好技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益的創(chuàng)新技術(shù)。在過(guò)去的幾十年中，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)積累了大量的科技信息和技術(shù)成果，這些研究成果雖然還未解決本項(xiàng)目所涉及的科技問(wèn)題，但其中有不少的科學(xué)原理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實(shí)用技術(shù)是可以借鑒和采用的。在前人工作的基礎(chǔ)上，因地制宜地加以改進(jìn)和創(chuàng)新，再進(jìn)行選擇和組裝，就有可能形成本項(xiàng)目所需要的技術(shù)，以達(dá)到事半功倍的目的。本項(xiàng)目將力求創(chuàng)新，盡可能不重復(fù)已有的研究?jī)?nèi)容。在這方面，將著重于某些技術(shù)的深入研究與實(shí)用與開(kāi)發(fā)。（2）將市場(chǎng)需求與技術(shù)開(kāi)發(fā)相結(jié)合，組織多學(xué)科、多層次聯(lián)合攻關(guān)，進(jìn)行縱向與橫向協(xié)作，從現(xiàn)有技術(shù)的消化、引進(jìn)、組裝及集成，到新的實(shí)用技術(shù)的開(kāi)發(fā)集成與應(yīng)用，形成一個(gè)有機(jī)的整體，研究我區(qū)煤矸石資源合理利用的關(guān)鍵技術(shù)，力求技術(shù)成果的先進(jìn)性與實(shí)用性結(jié)合。本項(xiàng)目涉及的研究?jī)?nèi)容具有很高的綜合性，需要多學(xué)科的協(xié)作研究。在合作過(guò)程中，將不斷地對(duì)研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，力求推出先進(jìn)的、合理的、滿足需求的技術(shù)成果。6.4課題可能取得的專利及知識(shí)產(chǎn)權(quán)分析課題已經(jīng)申報(bào)2項(xiàng)發(fā)明專利。該自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)將作為核心技術(shù)為成果產(chǎn)業(yè)化提供科技支撐和技術(shù)保障。開(kāi)發(fā)成果歸合作單位共享。七、項(xiàng)目的可操作性7．1與相關(guān)科技計(jì)劃內(nèi)容的銜接本課題為已經(jīng)驗(yàn)收的自治區(qū)級(jí)科技攻關(guān)研究項(xiàng)目的擴(kuò)大和銜接，這些相關(guān)研究計(jì)劃內(nèi)容為本課題的開(kāi)展奠定了良好基礎(chǔ)。7.2組織管理措施本課題由科技廳組織、協(xié)調(diào)相關(guān)單位進(jìn)行實(shí)施，并對(duì)課題實(shí)行監(jiān)理及定期檢查和評(píng)估。作為區(qū)級(jí)重大科技攻關(guān)課題，為做到人才、技術(shù)、資金高度集成，科技、工程和產(chǎn)業(yè)的密切結(jié)合，工程化與示范化、研究與推廣同步進(jìn)行，必須建立課題組織管理機(jī)構(gòu)，做到分層管理、各負(fù)其責(zé)、有章可循。(1)成立由自治區(qū)科技廳主管領(lǐng)導(dǎo)牽頭，課題承擔(dān)單位領(lǐng)導(dǎo)、課題主持人參加的課題協(xié)調(diào)領(lǐng)導(dǎo)小組，負(fù)責(zé)課題的總體宏觀指導(dǎo)和對(duì)重大問(wèn)題做出決策，包括組織協(xié)調(diào)，配套資金的落實(shí)、監(jiān)督使用，課題進(jìn)展的檢查管理等，保證技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)的完成。(2)成立由課題實(shí)施的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)掛帥，各業(yè)務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)和課題負(fù)責(zé)人參加的試驗(yàn)領(lǐng)導(dǎo)小組，其職責(zé)是組織協(xié)調(diào)有關(guān)科技力量和有關(guān)的資金與設(shè)備等，支持試驗(yàn)完成。(3)成立課題負(fù)責(zé)人為核心的課題組，將課題分解為2個(gè)子專題，研究任務(wù)落實(shí)到人，實(shí)行執(zhí)行人對(duì)子專題主持人負(fù)責(zé)、子專題負(fù)責(zé)人對(duì)課題組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制的課題管理機(jī)制。(4)成立由區(qū)內(nèi)外知名專家組成的課題專家顧問(wèn)組和實(shí)施方案的技術(shù)審定和指導(dǎo)。7.3項(xiàng)目具備了通過(guò)公開(kāi)招投標(biāo)方式選擇攻關(guān)合作單位的條件，可以進(jìn)行公開(kāi)招投標(biāo)。九．預(yù)期成果(經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境分析，與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品或技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力分析，成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景分析)9.1項(xiàng)目預(yù)期成果的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益分析本課題的預(yù)期成果是：開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤矸石提取氧化鋁、氧化硅、炭分等的關(guān)鍵技術(shù)和示范樣板，為