從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁，既能有效減少粉煤灰的環(huán)境污染，又能緩解我國(guó)鋁土礦資源短缺問(wèn)題。然而，內(nèi)蒙古西部地區(qū)生產(chǎn)的高鋁原煤銷往區(qū)外電廠分散摻燒，使得粉煤灰失去提取價(jià)值，相當(dāng)于每年浪費(fèi)700萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)氧化鋁資源，直接經(jīng)濟(jì)損失200多億元。

今年全國(guó)兩會(huì)期間，內(nèi)蒙古代表團(tuán)以全團(tuán)建議的形式向全國(guó)人大提出，加快內(nèi)蒙古電力外送通道建設(shè)，實(shí)現(xiàn)高鋁煤炭資源就地轉(zhuǎn)化，建設(shè)煤電灰鋁一體化循環(huán)產(chǎn)業(yè)基地，以充分挖掘高鋁煤炭的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，有效提高資源綜合利用效率，還可替代氧化鋁和紙漿的進(jìn)口。

粉煤灰中氧化鋁含量超50%

高鋁粉煤灰提取氧化鋁示范項(xiàng)目進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用

3月下旬，筆者來(lái)到位于內(nèi)蒙古呼和浩特市托克托工業(yè)園區(qū)的大唐國(guó)際再生資源開(kāi)發(fā)有限公司，站在行政辦公樓向東望去，遠(yuǎn)處是一條巨龍般又高又寬的大壩。

“那里堆放的就是大唐托克托電廠產(chǎn)生的粉煤灰?！惫究偣こ處熉闃?shù)春指著遠(yuǎn)處的塵土說(shuō)，過(guò)去，托電產(chǎn)生的大量粉煤灰主要的處理辦法就是堆放，既占用土地，又污染環(huán)境。

現(xiàn)在，一邊是堆積如山的粉煤灰，一邊是碼放整齊、光燦耀眼的成捆鋁錠。如果不是麻樹(shù)春介紹，很難將兩者聯(lián)系在一起。

一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)改變了粉煤灰的“命運(yùn)”。2003年大唐托電1、2號(hào)機(jī)組投產(chǎn)后，煙氣粉塵排放始終達(dá)不到環(huán)保要求。清華大學(xué)煤清潔燃燒國(guó)家工程技術(shù)中心的孫俊民博士專程來(lái)到電廠考察，系統(tǒng)采集了燃燒的煤種和排放的各類粉塵樣品，拿回清華分析，結(jié)果讓人大吃一驚：常規(guī)粉煤灰中氧化鋁的含量在30%以下，大唐托電的粉煤灰中氧化鋁的含量則高達(dá)54.77%，是國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)的再生含鋁礦物資源，可用于提煉氧化鋁和硅鋁合金等有色金屬產(chǎn)品。

從2004年開(kāi)始，依托托克托工業(yè)園區(qū)高鋁粉煤灰資源化利用工業(yè)試驗(yàn)基地，孫俊民帶領(lǐng)他的科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)了預(yù)脫硅—堿石灰燒結(jié)法提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣的工藝技術(shù)路線；2006年完成實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，打通全部工藝流程，2008年完成工業(yè)化試驗(yàn)，2010年建成投產(chǎn)示范生產(chǎn)線，經(jīng)過(guò)工藝設(shè)備改進(jìn)優(yōu)化，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外粉煤灰提取氧化鋁的先河。

2012年，大唐國(guó)際再生資源開(kāi)發(fā)公司的“高鋁粉煤灰提取氧化鋁”示范項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)接近或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)進(jìn)入商業(yè)化階段的高鋁粉煤灰提取氧化鋁項(xiàng)目。

麻樹(shù)春介紹，在去年市場(chǎng)需求低迷、國(guó)內(nèi)鋁價(jià)持續(xù)走低的情況下，該項(xiàng)目共生產(chǎn)氧化鋁3.8萬(wàn)噸，消納粉煤灰10萬(wàn)噸，電解鋁等下游產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)銷售收入19億元。

我國(guó)鋁土礦對(duì)外依存度超60%

內(nèi)蒙古的高鋁煤炭是我國(guó)重要的鋁土礦后備資源

在粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)化應(yīng)用的同時(shí)，我國(guó)鋁土礦的供應(yīng)形勢(shì)日趨緊張。

最新發(fā)布的《2012中國(guó)礦產(chǎn)資源報(bào)告》顯示，截至2011年底，中國(guó)鋁土礦查明資源儲(chǔ)量為38.7億噸，2011年我國(guó)進(jìn)口鋁土礦4484萬(wàn)噸，對(duì)外依存度高達(dá)61.5%。

“我國(guó)的鋁土礦儲(chǔ)量?jī)H占全球2.4%，而2012年原鋁產(chǎn)量達(dá)到1988萬(wàn)噸，占全球40%以上。最近十年來(lái)，隨著原鋁產(chǎn)量的擴(kuò)張，國(guó)內(nèi)鋁土礦供應(yīng)越來(lái)越難以保證，對(duì)國(guó)外鋁土礦的依賴程度越來(lái)越高，而且80%左右來(lái)自印尼?！比缃褚咽谴筇茋?guó)際高鋁煤炭研發(fā)中心常務(wù)副總經(jīng)理、國(guó)家能源高鋁煤炭開(kāi)發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任的孫俊民不無(wú)憂慮地說(shuō)。

居高不下的進(jìn)口依存度和較高的集中度，使得我國(guó)鋁土礦的保障異常脆弱。2012年5月6日，印尼宣布包括鋁土礦在內(nèi)的14種礦產(chǎn)不能以原材料出口，并將于2014年全面禁止出口。從2012年6月起，我國(guó)從印尼進(jìn)口鋁土礦銳減。同時(shí)，鋁土礦的價(jià)格不斷走高。

“如能充分利用粉煤灰提取氧化鋁，不但可以緩解鋁土礦供應(yīng)緊張局面，而且對(duì)粉煤灰的綜合利用與發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)有著重要的意義?！眱?nèi)蒙古自治區(qū)政協(xié)副主席、發(fā)改委主任梁鐵城說(shuō)。

內(nèi)蒙古西部準(zhǔn)格爾、土右、卓資山地區(qū)是我國(guó)特有的高鋁煤炭資源富集地區(qū)，現(xiàn)已探明煤鋁共存的煤炭資源量500多億噸，煤中氧化鋁含量10%—13%，粉煤灰中氧化鋁含量高達(dá)40%—55%，潛在高鋁粉煤灰資源量150億噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)全國(guó)已探明鋁土礦資源總儲(chǔ)量，是我國(guó)重要的鋁土礦后備資源。

內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局局長(zhǎng)王秉軍介紹，按照現(xiàn)在內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾煤田年產(chǎn)1億噸高鋁煤炭的產(chǎn)量，每年可產(chǎn)生3000萬(wàn)噸高鋁粉煤灰，全部轉(zhuǎn)化可提取氧化鋁1200萬(wàn)噸左右，折合鋁土礦量約2500萬(wàn)噸，與2010年我國(guó)進(jìn)口鋁土礦總量基本一致。根據(jù)準(zhǔn)格爾煤田已探明的儲(chǔ)量測(cè)算，高鋁粉煤灰的蘊(yùn)藏量達(dá)70億噸，可使我國(guó)鋁資源保障年限延長(zhǎng)50至60年。

高鋁煤炭外運(yùn)造成巨大浪費(fèi)

就地轉(zhuǎn)化、綜合利用可造就我國(guó)最大“鋁土礦”

盡管?chē)?guó)家鼓勵(lì)發(fā)展高鋁粉煤灰提取氧化鋁及相關(guān)產(chǎn)品，但目前內(nèi)蒙古高鋁粉煤灰仍沒(méi)有得到有效利用，年排放量已超過(guò)1200萬(wàn)噸，且每年以20%的速度遞增。目前，歷年積存量已超過(guò)1億噸，不僅浪費(fèi)了大量土地，而且因位于京津地區(qū)的上風(fēng)向，造成了嚴(yán)重的大氣環(huán)境污染。

孫俊民表示，高鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁工藝屬于新興工藝，前期投資較大，希望國(guó)家在稅收優(yōu)惠等方面出臺(tái)扶持政策，以使產(chǎn)業(yè)能夠更快更好地發(fā)展。

“高鋁粉煤灰開(kāi)發(fā)利用最大的困境在于原料的獲取?！绷鸿F城認(rèn)為，目前，內(nèi)蒙古準(zhǔn)格爾地區(qū)生產(chǎn)的高鋁煤炭，約2/3銷往區(qū)外電廠分散摻燒，導(dǎo)致高鋁粉煤灰失去提取氧化鋁的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。這就相當(dāng)于每年浪費(fèi)700多萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)氧化鋁資源，每年損失的直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值就達(dá)200多億元。

由于電力外送通道建設(shè)滯后，使內(nèi)蒙古“窩電的煩惱”和南方部分地區(qū)“缺電的困擾”并存。在此情況下，內(nèi)蒙古的能源輸出只能以煤炭外送為主，形成所謂“煤堵在路上，電窩在家里”的局面。

梁鐵城算了一筆賬，目前準(zhǔn)格爾地區(qū)煤炭坑口價(jià)僅200元左右，而其中所含的氧化鋁價(jià)值在300元左右。銷往區(qū)外6000多萬(wàn)噸高鋁煤炭的銷售收入約150億元，如果能夠?qū)⑵淙烤偷剞D(zhuǎn)化，包括氧化鋁加工電解鋁、副產(chǎn)活性硅酸鈣、水泥熟料、外送電等，總銷售收入約1570億元，比單純外銷煤炭增加銷售收入1400億元。

目前，內(nèi)蒙古對(duì)高鋁粉煤灰資源已采取了相應(yīng)的保護(hù)措施，即維持1億噸原煤產(chǎn)能暫不擴(kuò)大，高鋁煤優(yōu)先保障區(qū)內(nèi)附近電廠的用煤。所有使用高鋁煤的電廠要“定點(diǎn)燃燒、定點(diǎn)儲(chǔ)存、定點(diǎn)轉(zhuǎn)化、綜合利用”，構(gòu)建高鋁煤炭—火電—粉煤灰—提取氧化鋁—電解鋁及深加工—活性硅酸鈣—建材等副產(chǎn)品的循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。

“對(duì)于外運(yùn)的6000萬(wàn)噸煤，我們規(guī)劃在高鋁原煤產(chǎn)區(qū)新建火電裝機(jī)2000萬(wàn)千瓦?！绷鸿F城說(shuō)，加上現(xiàn)有的1000萬(wàn)千瓦的裝機(jī)，區(qū)域內(nèi)總裝機(jī)達(dá)到3000萬(wàn)千瓦，實(shí)現(xiàn)1億噸高鋁煤炭全部就地轉(zhuǎn)化，達(dá)到粉煤灰全部資源化、高附加值利用，固體廢棄物零排放的目標(biāo)，真正成為我國(guó)最大“鋁土礦”。

鏈接

今年3月1日，由國(guó)家發(fā)改委等十部委聯(lián)合發(fā)布的《粉煤灰綜合利用管理辦法（修訂版）》正式開(kāi)始實(shí)施?！掇k法》明確提出鼓勵(lì)發(fā)展高鋁粉煤灰提取氧化鋁及相關(guān)產(chǎn)品，并要求相關(guān)部門(mén)支持粉煤灰大摻量、高附加值關(guān)鍵共性技術(shù)的自主創(chuàng)新研究。

高鋁煤炭除了可以提取氧化鋁，提取時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品活性硅酸鈣也具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已在造紙生產(chǎn)線上得到實(shí)踐驗(yàn)證?；钚怨杷徕}用于造紙行業(yè)，可相應(yīng)減少30%的紙漿。

用燒結(jié)法從粉煤灰中提取氧化鋁產(chǎn)生的硅鈣渣，可以作為生產(chǎn)水泥的原料，只要配套建設(shè)水泥廠，在提取氧化鋁過(guò)程中產(chǎn)生的廢渣就可以充分利用，真正做到吃干榨盡。