我国铝行业技术现状一、国内外铝工业技术现状及发展趋势1、铝矿资源及氧化铝生产技术：世界铝土矿资源极其丰富，2003年世界铝土矿探明储量230亿吨，基础储量为320亿吨，资源量约为550亿-750亿吨，90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的优质三水铝石矿，少量的低品位铝土矿可以通过简单的洗矿工艺后获得高品位三水铝石矿，静态保证年限在200年以上。
基于三水铝石铝土矿的良好溶出性能，国外氧化铝厂大部分采用拜耳法间接加热强化溶出技术生产氧化铝，流程简单，生产能耗低。
三水铝石型铝土矿通常采用低温溶出，对于三水铝石和一水软铝石混合型铝土矿则主要采用间接加热的强化溶出技术，管道化溶出是强化溶出的发展方向。
国外冶金级氧化铝产品质量较高，绝大部分是砂状氧化铝，砂状氧化铝生产技术以法铝一段法、美铝和瑞铝的二段法为代表。
氧化铝焙烧大部分采用流态化焙烧技术。
母液蒸发采用降膜蒸发技术。
近年来，国外氧化铝生产企业在设备的大型化和高效化方面进展很大，且在各个生产工序使用添加剂，以强化生产能力。
高效沉降槽、立式叶滤机、平盘过滤机、悬浮焙烧炉、降膜蒸发器、流态化燃烧锅炉等先进高效设备的采用，取得了非常显著提产和节能降耗效果。
2003年，美国和澳大利亚政府、美铝、加铝等四大主要跨国铝业公司以及学术团体和工业协会共同制订了未来20年（到2020年）氧化铝技术的发展规划。
列出了2020年氧化铝工业战略目标（包括：能量效率、安全、环境绩效、可持续性发展、产品的质量和性能满足客户期望等方面），提出了6个主要研究方向和12项优先研发需求。
6个主要研究方向是：1、拜耳法工艺化学和可替代工艺；2、资源利用；3、能量效率；4、工序和知识管理；5、残渣处理和再利用；6、人员安全。
12项优先研发需求是：1、提高分解率的方法；2、铝土矿残渣的有效处理；3、一水铝石型铝土矿的形态转化；4、铝土矿或其他含铝原料的直接还原；5、全自动或改善控制策略；6、铝土矿选矿和去除杂质；7、从拜耳法溶液中去除杂质；8、工艺管理和最佳操作标准；9、大幅度降低碱耗；10、结疤的预防和处理；11、氧化铝厂“三废”处理；12、余热利用。
我国铝土矿与国外相比，经济可利用的基础储备量少，推断的资源量多，探明的资源量少；贫矿多，富矿少，尤为突出的是矿石质量的差别。
国外90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的三水软铝石。
我国除占矿石储量的1.54%为三水软铝石之外，其余全部都是高铝、高硅、低铁、难溶的一水硬铝石。
除广西铝土矿铝硅比在10以上，其他地区矿石铝硅比都比较低，铝硅比大于10的仅占3.9%，铝硅比在7-10之间的在26.1%，铝硅比在4-7之间的占59.5%，铝硅比在4以下的占7.5%，平均铝硅比为5.56，属于中低品位矿[*1]。
到2005年6月底，公司拥有铝土矿资源4.75亿吨，其中采矿权3.32亿吨，探矿权1.43亿吨，此外，还有联办矿25个以上，控制储量4822万吨。
我国氧化铝持续快速发展，近几年来我国氧化铝产量见表1。
优质铝土矿资源的消耗量大幅增加，国内资源保障程度明显下降，资源保障程度已成为影响我国氧化铝工业可持续发展的主要问题。
按照生产1吨铝土矿需要1.5吨储量，生产1吨氧化铝需要2吨铝土矿，以2005年产量计算，现有已探明经济可供储量静态保证年限约32.9年，按照2010年氧化铝产量1400万吨、需要矿石2800万吨计算，静态保证年限约20年。
铝土矿资源的持续稳定供应和保障以及可经济利用的高品位铝土矿资源受到严峻挑战，优质铝土矿资源的短缺问题将长期存在。
表1 我国氧化铝产量由于我国铝土矿资源不足，为确保我国氧化铝工业的可持续发展，开发和综合利用可替代资源生产氧化铝技术也具有重要意义。
这些可替代资源主要包括：每年排放总量超过1.0亿吨的粉煤灰、我国广西贵港、横县、宾阳等地储量数亿吨的高铁低铝型三水铝石矿以及其它在我国新疆、河南、四川等地较丰富的明矾石、霞石、红柱石等含铝资源。
由于我国铝土矿资源中80％以上为铝硅比4－8的中低品位一水硬铝石型矿石，处理这种资源成功的关键在于通过选矿方法提高铝土矿的铝硅比，然后采用经济的拜耳法工艺生产氧化铝。
针对中低品位铝土矿，我国率先开发了铝土矿正浮选和反浮选脱硅技术、工艺，水平达到国际领先，成功解决了我国低品位铝土矿的选矿技术难题，抢占了世界中低品位铝土矿选矿技术的制高点。
在中州建立了“铝土矿选矿－拜耳法生产氧化铝”示范工程。
正对品位非常低的铝土矿生物冶金技术仍然处于探索性研究阶段，初步筛选出具有高效脱硅、除铁、脱硫效果的一系列功能微生物菌种。
近十年来，特别是“十五”期间，我国氧化铝工业的技术和装备水平取得了显著进步，氧化铝生产主要工序通过引进、消化吸收和再创新实现了设备大型化、国产化和控制自动化。
拜耳法间接加热强化溶出技术和氧化铝的流态化焙烧技术已在生产中得到了广泛的应用；针对我国中低品位铝土矿开发出了选矿-拜耳法生产氧化铝技术和石灰拜耳法生产氧化铝技术，并实现了产业化，为我国中低品位铝土矿直接采用拜耳法生产提供了通道；已开发出砂状氧化铝生产技术，使我国氧化铝产品质量不断提高；赤泥的分离和洗涤系统分别引进了Φ（42～46）×6m大型沉降槽和Φ12～20m深锥沉降槽，大大提高了赤泥的分离和洗涤效率；叶滤系统拥有世界先进水平的大型立式叶滤机；4500m3的大型机械搅拌平底分解槽已在分解系统中使用；多效降膜蒸发技术的应用降低了母液蒸发的汽耗，拜耳法生产系统的技术水平得到了进一步提高。
近年开发的生料浆自动配料技术、富矿强化烧结法和连续碳分生产砂状氧化铝等技术以及熟料窑自动看火技术的推广，使烧结法生产的工艺技术水平又上了一个台阶。
由于生产工艺的进步和装备水平的提高，中国铝业公司氧化铝生产的各项技术经济指标逐渐改善，综合能耗从2000年的35.43GJ/t-Al2O3下降到2005年的28.83GJ/t-Al2O3，具体情况见图1，下降幅度为18.7%。
碱耗已降低到73.78kg/t-Al2O3，氧化铝总回收率达到88.29%。
2、电解铝生产技术：目前，国外电解槽型向大型化发展的同时，自焙槽生产仍有一席之地；180KA以上容量预焙阳极电解槽成为世界铝电解工业的主导槽型，500KA级预焙槽已用于工业生产。
采用的物理场数学模型精确有效，电解槽结构设计合理。
控制技术的发展使电解槽智能化程度不断提高。
电解质组成的不断优化，降低了电解质电压降、提高了电流效率。
阴极材料在逐步采用高石墨质、石墨化阴极和TiB可湿润阴极的同时,开发2应用了抗熔体渗透的槽衬耐火材料。
炭素阳极材料质量的提高，使电解净炭耗接近400kg/t-Al；开槽阳极的采用，降低了阴阳极之间电压降。
对铝电解产生的废渣、废槽衬等废物料实行有价成分的再生回收并循环利用，或对其作无害化处理，减轻了铝电解工业废物对环境的污染；效应系数向零目标发展，减少了PFC排放量。
国际上最先进的技术指标电流效率可达96％，直流电耗略低于13000kwh/t-Al，槽寿命达到2500天左右。
美国铝电解工业总排氟量达到0.7kg/t-Al水平。
世界原铝工业平均能耗约15000kwh/t-Al。
惰性阳极、导流式新型结构电解槽等新工艺、新技术、新材料、新设备正在进行工业试验；对于可望替代霍尔－埃鲁特电解法的一些炼铝新工艺方法，如炭热还原法、氯化铝双极多室电解法等长远课题还在继续进行研究。
“十五”期间，我国电解铝工业在调整中发展。
2005年，160kA以上预焙槽产能已达81.4%；自焙槽产能仅占0.5%，标志着自焙电解槽已基本被淘汰。
160～240kA 级预焙槽已成为国内铝电解的主导槽型。
280～350kA级预焙槽技术已实现产业化。
我国大型铝电解槽技术在引进消化创新提高的基础上，成功的研制出具有我国自主知识产权的产业化技术，并已出口国外。
到2005年底，我国电解铝厂的电流效率达93%以上的有42家。
全国铝锭综合交流电单耗从2000年的15480kwh/t，下降到14622kwh/t，降低了约6%，已接近国际原铝协会制定的2010年世界原铝的节能目标14600 kWh/t。
作为中国铝工业的旗舰，中铝公司近年来开展了以提高槽寿命、铝电解节能降耗关键技术、电流强化技术为中心的科技攻关；开发了新的控制技术、电解槽物理场模型和计算方法的优化技术；进行了槽结构优化与槽衬材料的合理使用的研究。
在前瞻性技术如惰性阳极、新型结构槽等新技术新工艺新材料方面深入开展了研究工作。
至2005年底，全公司平均电流效率93.03%，铝锭综合交流电消耗14700 kwh/t-Al，槽寿命1500～1800天。
3、其他相关技术：我国在铝土矿资源的找矿、勘探、采矿、特别是适合我国铝土矿资源特点的选矿技术等得到长足发展；在铝用炭素制造、化学品氧化铝、铝合金熔铸、废铝回收和各项环保技术等正在缩小与世界先进水平的差距；在非铝土矿资源利用、生物冶金、过程仿真等技术的研究基本与世界同步。
二、中国铝工业发展存在的问题和差距1、资源状况我国铝土矿资源与国外相比存在的差距主要有：（1）资源保证程度低。
截止到2005年底，全国铝土矿资源量28.41亿吨，不到世界总储量的5%，而且可采资源比例较低，如河南铝土矿可采资源量仅为30%，广西可采量约65%。
我国氧化铝工业已面临着供矿品位逐渐下降所引起的消耗增加和生产成本上升的严峻形势。
（2）资源品质差。
我国铝土矿属于一水硬铝石型铝土矿，并且80%以上是中低品位，仅平果铝土矿铝硅比在10以上，其他地区矿石铝硅比都比较低，平均铝硅比为5.56。
表2为我国可利用铝土矿资源的品位构成情况，图2为我国主要省份的铝土矿资源储量。
表2 我国可利用铝土矿铝资源品位构成2、氧化铝生产能耗中国铝业6个分公司2001～2005年氧化铝综合能耗的指标见表3。
从表观上看，中国铝业公司氧化铝生产的综合能耗明显高于国外氧化铝厂的综合能耗指标，其原因是中国铝业公司的氧化铝生产方法为拜耳法、烧结法和联合法三法共存造成的。
实际上中国铝业公司采用间接加热溶出技术的拜耳法厂，如采用纯拜耳法生产工艺的广西分公司，其综合能耗指标已达到同类型氧化铝企业的国际领先水平。
但联合法生产氧化铝的能耗仍然较高，还有节能的潜力。
可是随着铝土矿供矿品位的逐年降低，节能的难度越来越大，节能潜力越来越小。
表3中国铝业6个分公司2001～2005年氧化铝综合能耗3、氧化铝产品质量为了满足现代铝电解工业烟气净化和大型预焙槽生产的要求，氧化铝厂均转向生产流动性好、强度高、吸附性能强、在电解质中溶解速度快的砂状氧化铝。
近几年中国铝业公司冶金级氧化铝产品质量进步较大，已全部实现了砂状化。
表4列出了中铝各分公司氧化铝产品的化学成份和物理性质。