李志剛｜文

本文簡單介紹了氧化鋁行業(yè)的整體情況，并闡述了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、管理類標(biāo)準(zhǔn)、綠色制造標(biāo)準(zhǔn)等多個(gè)方面的氧化鋁行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化情況，對當(dāng)前氧化鋁標(biāo)準(zhǔn)化存在的問題進(jìn)行分析并提出解決方案，為標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化的協(xié)同發(fā)展提供支撐。

行業(yè)背景

氧化鋁工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)原材料工業(yè)，對中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用。經(jīng)過60 多年的發(fā)展，我國氧化鋁工業(yè)從無到有，逐步發(fā)展壯大成為國民經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)支柱基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，隨著科技發(fā)展，用途日益廣泛。產(chǎn)品品種也從單一的冶金用氧化鋁發(fā)展到成百個(gè)品種的適應(yīng)市場需要的精細(xì)氧化鋁。2019年中國氧化鋁產(chǎn)量7247.4 萬噸，占全球產(chǎn)量57%，其中90%以上是主要用于電解鋁，其他在電子、石油、化工、耐火材料、陶瓷、磨料、防火劑、造紙以及制藥等許多行業(yè)也有廣泛應(yīng)用。

氧化鋁生產(chǎn)用鋁土礦石由過去過度依賴國內(nèi)礦，到目前大量使用國外優(yōu)質(zhì)三水鋁石鋁土礦，既延長了國內(nèi)礦使用壽命，避免資源迅速貧化和枯竭，同時(shí)，生產(chǎn)工藝能耗，產(chǎn)品單耗大量下降，特別是近10年來氧化鋁設(shè)備大型化和自動(dòng)化裝備水平不斷提高，工藝指標(biāo)更加穩(wěn)定。電解鋁行業(yè)出于對產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提升，既關(guān)注氧化鋁純度，又關(guān)注物理性能指標(biāo)，有的企業(yè)對氧化鋁的微量元素指標(biāo)也提出了要求，這些迫使氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級。各氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)不再生產(chǎn)二級品以下氧化鋁，并對出廠氧化鋁粒度指標(biāo)控制要求和微量元素控制要求實(shí)施管控，保證了電解鋁行業(yè)能夠生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)鋁產(chǎn)品，滿足國家高端制造業(yè)需求。

標(biāo)準(zhǔn)化情況

而相關(guān)技術(shù)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，離不開標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵支撐作用。我國氧化鋁相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，在產(chǎn)品種類上覆蓋面廣，既包括熔鹽電解法生產(chǎn)金屬鋁用氧化鋁，也包含生產(chǎn)剛玉、陶瓷、耐火制品及生產(chǎn)其他氧化鋁化學(xué)制品用原料氧化鋁；物理性能和化學(xué)成分分析手段齊全，能耗、取水、安全等管理標(biāo)準(zhǔn)完備，資源循環(huán)利用及綠色制造標(biāo)準(zhǔn)也正在跟進(jìn)中，近幾十年氧化鋁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)逐步完善。

存在的問題

在獲得喜人成績的同時(shí)，氧化鋁生產(chǎn)過程中存在的關(guān)鍵問題也不容忽視。氧化鋁生產(chǎn)工藝包括拜耳法、燒結(jié)法和聯(lián)合法，拜耳法是目前氧化鋁工業(yè)普遍采用的生產(chǎn)工藝。在氧化鋁生產(chǎn)過程中，鋁土礦中的Al2O3部分進(jìn)入溶液，而SiO2、Fe2O3、TiO2等雜質(zhì)礦物以及添加劑石灰則通過反應(yīng)以復(fù)雜化合物形式進(jìn)入渣中形成赤泥，每生產(chǎn)1 噸氧化鋁約產(chǎn)生1 噸～2 噸赤泥，意味著每年有遠(yuǎn)超7000 萬噸的赤泥需要處理。赤泥堿性強(qiáng)、鹽分含量高，資源化利用難，赤泥安全處置已成氧化鋁工業(yè)當(dāng)務(wù)之急，而開展赤泥堆存的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、赤泥潰壩的環(huán)境影響、赤泥資源化利用后評估、赤泥堆場修復(fù)后場地的生態(tài)適宜性等方面卻未引起重視，這將直接影響氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。規(guī)劃不合理、企業(yè)不作為、監(jiān)管不到位又是比較突出的問題。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布GB 50986-2014《干法赤泥堆場設(shè)計(jì)規(guī)范》，對新建、改建和擴(kuò)建的干法赤泥堆場設(shè)計(jì)，以及將濕法赤泥堆場改造為干法赤泥堆場的設(shè)計(jì)有了明確要求，對于赤泥堆場工程質(zhì)量的提高有明顯促進(jìn)作用。但是目前行業(yè)內(nèi)缺乏其他赤泥生態(tài)修復(fù)技術(shù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

氧化鋁相關(guān)的主要標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)外針對赤泥堆場，主要以“化學(xué)改良+微生物修復(fù)+植物修復(fù)聯(lián)合手段”為主，如以國內(nèi)為代表的中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司，成功實(shí)施了赤泥堆場生態(tài)修復(fù)工程。修復(fù)后赤泥土壤肥力高于NY/T391-2013 旱地Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，并在赤泥堆場上構(gòu)建了完整的生態(tài)群落，提高了生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。該技術(shù)已在中鋁礦業(yè)和遵義鋁業(yè)成功應(yīng)用。2019年，該項(xiàng)技術(shù)經(jīng)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)評價(jià)達(dá)到國際先進(jìn)水平。目前，有色金屬行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《赤泥堆場原位生態(tài)修復(fù)技術(shù)規(guī)范》擬引入該項(xiàng)技術(shù)，希望借力標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)赤泥堆場的生態(tài)修復(fù)，規(guī)范赤泥堆場生態(tài)恢復(fù)建設(shè)。

資源化利用與綠色制造

鋁土礦并非氧化鋁生產(chǎn)的唯一來源，利用鋁行業(yè)廢渣作為再生氧化鋁原料已完成工業(yè)試生產(chǎn)，再生氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)通過中國有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)的技術(shù)評價(jià)，達(dá)到國際先進(jìn)水平，適合在行業(yè)內(nèi)推廣應(yīng)用。可用做再生氧化鋁原料的鋁行業(yè)廢渣有鋁灰、含鋁污泥等，鋁灰的主要成分中氧化鋁含量在40%～70%，與鋁土礦成分接近，但由于其遇水分解逸出刺激性、可燃性氣體，雜質(zhì)含量高等諸多因素，長期以來缺乏安全有效的處置方法，在國家環(huán)保管控力度加大前多采用堆存或簡單填埋處置；含鋁污泥產(chǎn)生于鋁及鋁合金表面處理行業(yè)、經(jīng)酸堿中和處理，其主要成分為氫氧化鋁或氧化鋁，含多種金屬及非金屬雜質(zhì)如Cu、Mn、Mg、Zn、Ti、SO42-等，主要成分也與鋁土礦接近，該污泥來源清晰，但批量的后續(xù)處理缺乏相關(guān)指導(dǎo)性文件。鋁行業(yè)廢渣為主要原料生產(chǎn)再生氧化鋁的技術(shù)可批量消耗鋁行業(yè)廢渣，對改善生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化當(dāng)前鋁行業(yè)資源配置、形成鋁行業(yè)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)鏈均具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。國內(nèi)鋁行業(yè)廢渣的回收利用尚處在初級階段，利用鋁灰及含鋁污泥生產(chǎn)凈水劑、回收氧化鋁、生產(chǎn)各類化工材料、耐火材料在國內(nèi)多見報(bào)道，但大多沒有得到大規(guī)模的廣泛應(yīng)用。含鋁廢渣生產(chǎn)再生氧化鋁技術(shù)在國內(nèi)尚屬首創(chuàng)，符合綠色環(huán)保、循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念。隨著《再生氧化鋁原料》標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)化的協(xié)同發(fā)展，將對技術(shù)與市場起到極大的規(guī)范和引領(lǐng)作用。

在加緊推進(jìn)制修訂產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，綠色制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也在逐步研制過程中。綠色工廠和綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)建立符合氧化鋁生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的綠色工廠評價(jià)模型，以工信部現(xiàn)有相關(guān)評價(jià)指標(biāo)和要求為基礎(chǔ)，以綜合性、系統(tǒng)性為原則，給出氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)綠色工廠的綜合性評價(jià)指標(biāo)和要求，此類標(biāo)準(zhǔn)的制定實(shí)施可推進(jìn)企業(yè)采用先進(jìn)適用的清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)和高效末端治理裝備，淘汰落后設(shè)備，建立資源回收循環(huán)利用機(jī)制，推動(dòng)用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化，減少生產(chǎn)過程中的資源消耗和環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)工廠的綠色發(fā)展。

結(jié)語

標(biāo)準(zhǔn)是落實(shí)監(jiān)管職責(zé)的有效手段和有力支撐。我國通過系統(tǒng)制定和推行氧化鋁產(chǎn)品、分析方法標(biāo)準(zhǔn)，以及能耗、取水、安全、綠色制造等管理標(biāo)準(zhǔn)，以推動(dòng)氧化鋁行業(yè)質(zhì)量提升和走綠色發(fā)展的道路。隨著標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷健全和完善，標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)作用逐步顯現(xiàn)出來，可以促進(jìn)氧化鋁行業(yè)真正踏入綠色可持續(xù)發(fā)展的康莊大道。同時(shí)氧化鋁行業(yè)的積極向上，有利于鋁工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，為鋁工業(yè)整體的健康發(fā)展做出貢獻(xiàn)。