【摘 要】 鋁冶金能耗成本占原鋁總成本的1/3以上。目前，我國在生產(chǎn)噸鋁所需能耗大約為噸鋼能耗的4.5倍，節(jié)能要求日趨嚴(yán)重。本文首先從鋁廠對水的應(yīng)用進行闡述，針對陰極內(nèi)襯的節(jié)能、鋁冶金對熟料窯的節(jié)能和氧化鋁生產(chǎn)的節(jié)能進行詳細(xì)的運用分析，實現(xiàn)鋁冶金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞鋁冶金,節(jié)能分析

引言：

隨著社會經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，節(jié)能減排工作使得中國氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)的進步顯得更加重要。鋁材是生產(chǎn)過程環(huán)境負(fù)荷最大的金屬材料之一。生產(chǎn)噸鋁所需能耗大約為噸鋼能耗的4.5倍，除廢水排風(fēng)量較少外，其他污染物的排放量均大大超過鋼材，生產(chǎn)噸鋁所產(chǎn)生的CO2是噸鋼的7—9倍。因此，對于非可再生資源，節(jié)約能耗將變得十分重要。

一、鋁廠對水的應(yīng)用分析

由于生產(chǎn)鋁存在新水消耗與排污量大的問題，有必要對采取一定的節(jié)水減排措施。

1、為了減少高壓供水造成的水量浪費，可以加壓泵變頻改造。

2、串級用水改造，提高二次利用水量。熱電廠設(shè)備冷卻回水，按照“分類回收，串聯(lián)改造，多級利用，節(jié)能減排的原則對設(shè)備冷卻水進行改造。將除溫度略有升高其它水質(zhì)指標(biāo)無明顯變化的設(shè)備冷卻回水，直接回收作為化學(xué)水處理的補水，然后進行二次利用，不僅可以減少了新水消耗，還可以提高化學(xué)制水的水溫。之后，再將水質(zhì)較差的回水進行串聯(lián)使用，如汽機油冷卻器的回水中因含有少量油，不能進入制水系統(tǒng)，就改為鍋爐輔機轉(zhuǎn)動設(shè)備的冷卻水第二次使用，最后進入循環(huán)水作為補水第三次利用。改造后，熱電廠日節(jié)水減排超過一萬噸，效果顯著[1]。

4、改造廢水處理的工藝，提高廢水回收利用量。工業(yè)廢水水處理站擔(dān)負(fù)著全廠廢水處理與回用任務(wù)，其流程能力及處理效果是企業(yè)實現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。

二、陰極內(nèi)襯的節(jié)能與應(yīng)用分析

電解槽在使用一段時間后，需要對電解槽進行停槽大修。電解槽停槽后于鋼槽殼中取出的被用過的陰極及襯里材料被稱為廢舊陰極內(nèi)襯，加上刨爐產(chǎn)生的廢舊耐火材料，統(tǒng)稱為電解槽大修渣。此過程是電解過程中產(chǎn)生的數(shù)量最大的固體廢料，這些固體廢料中，很多都是含氟量極高的危險廢棄物。在電解槽廢舊內(nèi)襯中，陰極側(cè)部靠陰極棒和槽殼附近常常富集少量氰化物，當(dāng)廢舊內(nèi)襯材料中的氰化物慢慢地被氧化分解后，它和溶解的氟鹽被雨水所浸漬，構(gòu)成危害，所以要妥善處理廢舊內(nèi)襯，進行綜合利用，達到節(jié)能的目的[1]。

1、利用它的副產(chǎn)品可用于生產(chǎn)水泥，如氟化鈉或氟化鈣，苛性溶液和固體殘渣。

2、加入氧化鋁熟料燒成窯中代替部分無煙煤。山東鋁廠于1982年開始將廢舊炭塊加入氧化鋁熟料燒成窯中代替部分無煙煤使用，在使用之后取得了良好的效果。拆除后廢炭塊經(jīng)破碎至小于25mm后，作為氧化鋁生產(chǎn)的配料隨同無煙煤進入氧化鋁生產(chǎn)流程中。在生料磨制過程中，廢炭塊中的NaF與Ca（OH）2反應(yīng)生成CaF2和NaOH。在燒結(jié)熟料時CaF2與生料反應(yīng)生成難溶性的氟硅酸鈣，因此CaF2作為礦化劑有利于氧化鋁生產(chǎn)。在生料配比指標(biāo)不變時，在無煙煤中摻配19%的廢炭塊，熟料中二價硫提高18%，可改善溶出條件。

3、用于冶金工業(yè)。將廢炭質(zhì)內(nèi)襯料用于黑色冶金工業(yè)，可代替煉鋼時使用的氟化鈣。經(jīng)過破碎的殘極和廢陰極內(nèi)襯還可以作為燃料添加劑用Q+5tEiXhKbgADjZ8vRUT7g==于冶金工業(yè)生產(chǎn)。

4、回收電解質(zhì)。廢舊陰極內(nèi)襯一般含有70%的炭與30%的電解質(zhì)，如果加以綜合處理，炭可返回重新生產(chǎn)陰極炭塊，電解質(zhì)也可返回工業(yè)鋁電解槽應(yīng)用。據(jù)報道，我國東北大學(xué)開發(fā)的浮選法，可使電解質(zhì)跟炭分離開來，并能回收鋁和受過侵蝕的鋼制陰極棒。

5、加入水泥熟料中代替部分燃料。廢炭塊破碎后加入水泥熟料窯中不僅可以代替部分燃料，節(jié)省能源，而且炭塊中所含的氟可以作為礦化劑改善窯內(nèi)燒成條件，氟發(fā)生反應(yīng)生成固態(tài)CaF2進入水泥中，既實現(xiàn)無害化處理，又達到了綜合利用的目的。

6、用于電極糊生產(chǎn)。廢舊陰極炭塊作為制備鐵合金電極糊原料，具有良好的導(dǎo)電性能，破碎到一定的粒度后可代替一部分冶金焦制備電極糊。俄羅斯在這方面早已在生產(chǎn)中采用，并且對這方面的研究很多。

三、鋁冶金對熟料窯的節(jié)能分析

在生產(chǎn)鋁時，需要在熟料窯中進行，熟料窯的主要熱收入項為二次空氣帶入熱和燃料燃燒熱，增大二次風(fēng)溫度和二次空氣量可節(jié)煤，并且還可以減少熱損失、降低煤耗，是提高熟料窯熱效率的關(guān)鍵。

1、減少熱損失，是提高熱效率的關(guān)鍵。減少熱損失，就需要降低煤粉粒度，保證迅速點火和充分燃燒。無煙煤煤粉平均粒徑至少要控制在40um一下，大于160目的煤粉小于6%，此時火焰形狀和性能較好。由于很多因素的影響，熟料窯的熱效率高低會變化，因此需要綜合考慮,應(yīng)用四風(fēng)道燃燒器，降低生料漿水分含量和對冷卻機進行改造后，節(jié)能效果就明顯可見了。同時，將各項熱損失減少到最低限度，這樣的情況下，可以提高熱效率的關(guān)鍵，充分發(fā)揮其他各項技術(shù)改造的優(yōu)越性能。除此之外，煙氣余熱利用、窯外烘干、開發(fā)霞石生產(chǎn)工藝和雙端喂料等新技術(shù)仍是節(jié)能降耗的努力方向[2]。

2、降低生料漿水分含量，是增產(chǎn)節(jié)能的有效措施。根據(jù)相關(guān)實踐證明，生料漿含水率在36%甚至更低時，料漿和可以進行正常流動。料漿水分含量主要通過調(diào)節(jié)配料中堿赤泥漿中水分和堿赤泥漿占生料漿的比例來控制，最終得到成分穩(wěn)定，生成水分含量較低的生料漿。因此，降低生料漿入窯水分含量是提高產(chǎn)能的重要措施。

3、使用高性能多風(fēng)道煤粉燃燒器，充分發(fā)揮多風(fēng)道煤粉燃燒器的優(yōu)越性能，是節(jié)能降耗和穩(wěn)定高產(chǎn)的基本手段。使用多風(fēng)道燃燒器代替舊的單風(fēng)道燃燒器將是今后的主要方向，但是多風(fēng)道煤粉燃燒器在熟料窯上的應(yīng)用還處在初級階段，必須提高操作人員水平，進一步深入對多風(fēng)道燃燒器的理論研究，才能充分發(fā)揮其優(yōu)越性能[3]。

4、提高冷卻機余熱利用率，是提高熱利用率的重要方法。揚料板性能好壞決定冷卻機余熱利用程度。揚料板形狀從窯頭方向最佳排列次序是弧形—直線型揚料板。揚料板材質(zhì)在高溫區(qū)可選用抗高溫、沖擊和磨損的材料高鉻鎳氮合金,中溫區(qū)和低溫區(qū)可采用碳素合金結(jié)構(gòu)鋼。

四、氧化鋁生產(chǎn)的節(jié)能分析

堿性生產(chǎn)氧化鋁有燒結(jié)法、拜爾法及拜爾燒結(jié)聯(lián)合法等多種流程。拜爾法與其它生產(chǎn)方法相比，拜爾法的產(chǎn)品質(zhì)量好，工藝流程簡單，處理高品位鋁土礦時成本低，最關(guān)鍵是能耗低。

1、降低新水消耗的主要措施。充分利用赤泥堆場回水，將赤泥堆場回水用于赤泥洗滌，不僅可以實現(xiàn)工業(yè)水零排放，同時還可以回收部分堿。將生產(chǎn)過程中熱水槽水源由新水改用蒸發(fā)不合格回水，節(jié)約了大量的新水。

2、在降低蒸汽消耗方面的技術(shù)措施。將部分加熱點由設(shè)計用新蒸汽加熱改為用預(yù)熱段的二次汽，這樣可以節(jié)約大量的新蒸汽。蒸發(fā)器強裁效、預(yù)脫硅加熱、石灰乳熱水槽和氫氯化鋁洗滌熱水，皆由新蒸汽改為高壓溶出預(yù)熱段二次加熱。

五、結(jié)束語

綜上所述，在我國鋁冶金節(jié)能方面，還需要不斷改進，如加大氧化鋁赤泥的綜合利用，直至消化全部赤泥，免建赤泥壩,充分利用含堿廢水，實現(xiàn)零排放,充分利用鋁電解煙氣。實現(xiàn)鋁資源的綜合利用與鋁冶金工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]勾陽，王通國.鋁冶金節(jié)能簡述[J].四川有色金屬.2010（4）：47-49

[2]柴峰.試論山西鋁土資源綜合開發(fā)及其利用[J].中國礦業(yè).2003（8）：40

[3]強小平.露天鋁礦的資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護[J].世界采礦快報.1998（2）：11