“电解质”取代“冰晶石”开启电解铝工业焙烧启动技术新时代

在过去对于电解铝生产工艺来说如果没有冰晶石电解槽是无法进入正常运行的包括电解槽装炉焙烧和启动各过程而今在以锦江集团铝行业技术专家王建军为主的研发团队在秉持清洁生产绿色发展的循环经济理念下勇于创新改变传统经过十几年的攻关和努力在国内首家实现了利用电解铝副产品电解质取代冰晶石对电解系列的焙烧启动并取得了显著的经济效益和社会效益实现了资源的循环利用发展了循环经济推动了铝工业的绿色发展

勇于挑战提出课题

通常情况下电解铝生产工业中电解槽必须经过焙烧启动才能转入正常生产而启动一台电解槽就需要消耗约多吨的冰晶石并使其熔融成为液体电解质以满足生产工艺的需求但在电解铝生产过程中同时还会产生大量的电解质而这些电解质的主要成份就是冰晶石一般情况下电解铝厂将这些电解质取出后长期堆放在电解车间内长期大量累积最终变成工业废料这样一来不仅造成大量有价值资源浪费而且形成严重的环境污染一方面铝电解槽焙烧启动需要大量的冰晶石另一方面在电解铝生产过程中产生大量的电解质近年来随着电解铝产能的逐年大幅增长电解质量堆积越来越多同时对冰晶石的需求也越来越大如何利用电解质取代冰晶石使其能在电解槽焙烧启动中得到循环利用意义重大

年还在山东南山铝业公司任职的王建军看到车间内堆存着越来越多的电解质心想若能将这些电解质有效利用代替冰晶石那对公司来说将节约一笔不小的开支更重要的是还能解决电解质污染隐患问题于是大大的问号便在王建军心里埋下了伏笔

随后的几年里王建军便开始潜心研究这个让其他人觉得不可能解决的问题年和年相继进行了电解生产中掺配物料物理性质的实验室分析和现场测试年开始控制正常生产冰晶石消耗增加启动后期电解质的用量增加启动期电解质的用量年在南山铝业东海三期万吨电解铝系列中的多台槽上进行了电解质粉和电解块装炉的工业化实验和应用年月在南山二期kA电解槽上进行了全电解质粉装炉焙烧启动工业化实验年开始在南山二期进行了电解质粉取代冰晶石的工业化应用

先后经过电解质粉电解质取代冰晶石试验和中试应用功夫不负有心人年终于取得了电解槽焙烧启动电解质部分替代冰晶石的初步成功并通过了山东省相关科技成果鉴定直至年在中宁县锦宁铝镁新材料有限公司进行了资源节约焙烧启动规模化应用从整个焙烧启动技术角度解决了电解质取代冰晶石的规模化应用问题实现资源的综合利用

创新思路改变传统

在铝电解焙烧启动工艺中国内传统的焙烧启动技术在装炉焙烧启动后期管理等过程全部采用冰晶石使冰晶石为主的材料熔化形成液体电解质而且这种传统伴随着我国铝工业的成长已有多年的历史甚至在我国的一些教科书中一直也是这样认为所以人们一直认为电解质替代冰晶石根本不可能做到

虽说电解质成分中冰晶石含量为多但是前期直接利用电解质粉进行焙烧启动整个过程电解质粉易板结难溶解利用电解质焙烧启动电解槽把电解质纳入电解铝生产过程的循环系统中在当时行业内被认为是一个笑话进行串讲解决板结问题是前期电解质替代冰晶石的关键所在为了解决此难题王建军带领团队成员进行了多次实验对电解质的性质电解槽焙烧启动的机理再次进行了深入的研究通过改变电解质酸碱性来优化电解质性质经过成分的调整最终解决了熔化过程中结块的难题使其完全适合电解槽焙烧启动的需求并编制了相应的焙烧启动方案改变了国内沿用多年的焙烧启动工艺

在上述通过碱性化处理创新思路的改变下王建军同时通过破碎筛分等工序产生不同粒度的电解质按照一定的配比混合使其分别适用于电解槽各部位的要求即中心部位用细粒度边部用块状和大颗粒保温用粉状等同步解决了电解质在焙烧启动过程中的保温防氧化问题并在锦宁铝镁新材料有限公司kA系列铝电解槽上得到规模化应用实现了国内电解槽焙烧过程中电解质完全取代冰晶石技术跨越

随着锦宁铝镁电解槽焙烧过程中电解质完全取代冰晶石的成功及产生的巨大经济效益引起了同行的关注纷纷开始学习采用全电解质进行焙烧启动现国内电解铝厂焙烧启动采用冰晶石的已鲜有耳闻

变废为宝为行业年节约成本十几亿元

众所周知当前摆在电解铝企业头上的两把利剑就是降本增效和节能环保而王建军对冰晶石的消耗和电解质的综合利用研究的突破不仅解决了大量生产废料问题电解质堆存问题而且还大大降低了企业的生产成本变废为宝一举两得

在内蒙古锦联铝材有限公司的kA铝电解系列生产线应用电解质取代冰晶石焙烧启动技术的具体实践中得出了这样的结论资源节约型焦粒焙烧启动技术与传统的焙烧启动工艺相比取得了节约冰晶石吨槽的成果在年月年月进行电解质取代冰晶石焙烧启动的大规模工业化应用此项技术三年来为该公司成功启动电解产能万吨节约了大量的物资和能源创造直接经济效益多万元经济效益和社会效益显著促进了循环经济发展

贵阳铝镁设计研究院易小兵教授预计称资源节约型焙烧启动技术中电解质取代冰晶石可为中国电解铝行业年节约成本在亿元以上且市场前景广阔社会效益显著

王建军说对于一个万吨的kA槽电解系列的焙烧启动通常每槽要冰晶石量约吨如全部用电解质取代冰晶石则每槽节约万元按冰晶石和电解质差价元计若吨电解铝产能按kA电解槽进行折算则年节约费用亿元

另一方面社会效益更是重中之重国内冰晶石原料主要采用萤石进行生产造成不可再生的重要战略资源萤石矿的消耗同时造成较为严重的相关含氟废水或废气环境污染

更重要的是作为电解生产副产品电解质如果在生产过程中不注重采取措施进行循环利用可能由于大量累计最终造成工业废料不仅造成大量有价值资源浪费而且形成严重的环境污染

此外还间接消耗电解铝生产过程中的工业垃圾碳渣碳渣是电解铝生产过程中的副产品含氟化盐高达以上此技术开发成功后工业垃圾碳渣由以前的无人问津一举转变成为香饽饽利用碳渣浮选电解质从而进一步实现资源的回收和利用促进环境保护

所以不论是经济效益还是社会效益电解质取代冰晶石焙烧启动技术真正引领我国电解铝工业焙烧启动技术进入了一个全新的时代