东北大学氧化铝生产技术发明破解世界性难题

氧化铝是生产金属铝的基础原料也在陶瓷医药电子机械等行业用作有机反应催化剂研磨剂抛光剂耐火材料等与国民经济的关联度高达以上我国氧化铝产量每年约万吨约占世界的是全球最大的氧化铝生产国对氧化铝生产技术的创新和突破显得尤为重要传统的生产氧化铝的拜耳法使用率高达存在两个基本缺陷一是对铝土矿的品位要求高二是产生大量高碱性赤泥其中平均每生产吨氧化铝附带产生吨赤泥且赤泥因无经济可行的利用方法而建坝推存不但危害环境而且占据大量空间赤泥的利用是世界性难题

日前中国有色金属工业协会在沈阳组织专家对东北大学张廷安教授团队完成的大规模低成本无害化处理拜耳法赤泥技术钙化碳化法高效利用中低品位铝土矿清洁生产氧化铝技术进行了鉴定一致认为两项技术成果均达到国际领先水平例如应用该技术处理铝硅比的铝土矿其氧化铝溶出率高达较传统方法不到取得大幅提高同时使传统方法产生并无法利用的废弃物高碱性赤泥碱回收率提高以上氧化铝回收率以上变废为宝破解了赤泥无法经济可行利用的这一世界性难题

我国铝土矿资源属于中低品位矿大量需要进口对外依赖度达以上如何有效利用我国中低品位铝土矿一直是我国氧化铝工业的技术瓶颈问题张廷安教授带领的特殊冶金创新团队从改变赤泥中平衡固相结构出发经过十几年的潜心研究提出了理论上不含碱不含铝的新型结构的赤泥由此取得以上两项技术发明不仅从理论上摆脱了拜耳法生产氧化铝对铝土矿铝硅比品位的限制实现了利用低品位铝土矿生产氧化铝而且实现大幅度降低赤泥中钠和铝的含量从根本上解决了赤泥的大规模低成本无害化和资源化是氧化铝生产的颠覆性技术

在技术创新的基础上两项技术还在工业上进行了广泛实践包括在赤泥出口直接进行高效清洁利用开发了钙化与碳化反应装置建立了扩试示范系统等为该技术的工业化提供了装备基础

技术的研发成功对我国的氧化铝工业具有重大意义相当于可使我国铝土矿资源扩大倍延长铝土矿使用年限年以上可摆脱氧化铝行业对进口矿物的依赖同时使用该技术处理中低品位铝土矿生产成本较现有方法每吨可降低元应用该技术将现有赤泥中的含碱量由降低每吨赤泥经济效益可达元以上并且每年降低赤泥堆场运行维护费用万元以上如果我国普遍采用该技术氧化铝生产每年额外可获得经济效益亿元如现有的拜耳法赤泥全部采用该方法处理则可以产生经济效益近千亿元具有显著的社会效益和经济效益

目前两项技术发明形成了项系列发明专利项国际PCT专利并在实验室建立了年处理万吨的扩试规模试验线