中國鋁業發展循環經濟問題研究

容賢標 凌毓秀

一、引 言

鋁作為工業化必不可少的基礎原材料之一，全球消耗量僅次于鋼鐵位于第二。它在國民經濟建設和國防工業中具有不可替代的作用，成為現代經濟發展的支撐和現代工業起飛的基石。鋁在世界各國尤其是工業發達的國家中的地位越來越重要，它在工業界被譽為萬能的金屬，幾乎在國民經濟和國防工業中的所有領域都得到了廣泛的應用。

我國的鋁工業經過了半個多世紀的發展，已經進入一個新的階段。2011年全球氧化鋁產量為9211萬噸，我國氧化鋁產量為3985萬噸；自2001年我國電解鋁產量超過美國之后，我國已連續11年產量穩居榜首，2011年電解鋁產量達1957.58萬噸。我國成為名符其實的鋁業大國，但2011年我國原鋁產量僅為1778.6萬噸。我國鋁產量如此之高，但鋁資源卻嚴重不足，這就意味著需要從國外大量進口。可是由于資源短缺是世界性問題，各種都開始實行資源儲備計劃，加強保護本國資源，對資源出口的限制越來越嚴格。資源的短缺使我國鋁業的發展面臨著嚴峻的考驗。

傳統的鋁工業是典型的資源密集型和能源密集型產業，通過大量的礦產資源和能源消耗，以及廢水廢氣和固體廢物的排放，來換取人類生存和發展所需要的鋁金屬材料。因此，把鋁工業在資源投入、企業生產、產品消費及廢棄全過程中依賴資源消耗的線性增長方式，轉變為依賴生態型資源循環發展方式，是實現產業可持續發展目標的必然選擇。由此，循環經濟應運而生。

二、鋁業循環經濟的相關理論闡述

循環經濟是20世紀90年代以來，人類應對資源瓶頸制約和環境污染問題挑戰而提出來的發展新理念，英國環境經濟學家David W.Pearce和R.Kerry Turner在1989年出版的《自然資源和環境經濟學》一書中首次正式使用了“循環經濟”（Circular Economy）一詞，并提出循環經濟的目的是建立可持續發展的資源管理原則，使經濟系統成為生態系統的組成部分。所謂循環經濟是指在資源投入、企業生產、產品消費及其廢棄的全過程中，把傳統的依賴資源消耗的線性增長經濟轉變為依靠生態型資源循環來發展的經濟。循環經濟以資源的高效利用和循環利用為核心，在實際中遵循“減量化、再利用、資源化”的3R原則，以低消耗、低排放、高效率為基本特征，是對“大量生產、大量消費、大量廢棄”的傳統增長模式的根本變革。

圖1 循環經濟運行模式

3R原則中，減量化原則要求用較少的基礎原材料和資源的投入達到計劃的生產或消費目的，在產業鏈的源頭就注意節約資源和減少污染；再利用原則，要求產品在完成其本身的使用功能后盡可能重新變成可以重復利用的資源而不是有害的垃圾，使物盡其用；資源化原則，要求產品及其包裝物能夠以初始的形式被多次和反復使用，而不是一次性消費，使用完畢就丟棄。循環經濟運行模式可以表示如圖1。

圖2 鋁業循環經濟運行模式

傳統鋁工業生產是高度依賴資源能源的單一線性生產模式。生產的發展，伴隨著不可再生能源的大量消耗和生態環境的嚴重惡化。鋁產業循環經濟正是依據循環經濟和鋁工業生態學原理而設計建立的一種新型工業組織形態。鋁產業循環經濟的運行模式為：煤—電—鋁—加（鋁產品加工），它要求在生產過程中充分地循環利用資源，減少能量消耗，降低環境污染，使循環經濟所倡導的清潔生產和企業作為市場主體謀求經濟效益的目標，相輔相成，相得益彰。鋁業循環經濟運行模式可以表示如圖2。

三、我國鋁業發展循環經濟的現狀

（一）減量化實行情況

氧化鋁和電解鋁生產成本中能耗的開銷所占的比例極大，如果能控制能源成本，企業的利潤會有很大的提升空間，所以降低能耗是改進鋁業生產的主要目標之一。國內外采取了許多措施改善能源消耗結構，但我國由于在該領域的發展較晚，與國外先進水平相比還有一定差距。原鋁的生產技術的電流效率比國外高2%左右，電解能耗比國外約高600kW/h/t Al；氧化鋁單位能耗與國外主要氧化鋁的單位能耗高出1—3倍。由于我國鋁土礦資源的純度不夠高，氧化鋁生產能耗與國外用三水鋁石的拜耳法生產廠可比性較差。我國一、二級品位的（鋁硅比分別大于12和9）的鋁土礦比重不足20%。并且其熔出溫度較高（一般達260度以上，有的達350度），而從印尼進口的鋁土礦則品位相對較高，熔出溫度僅有160-170度。另外由于我國礦石的A／s相對較低，需采用燒結法或與混聯法生產，工藝較為復雜，造成了相應的能源消耗高。

（二）“三廢”的再利用情況

（1）氧化鋁廢砟——赤泥的再利用

赤泥是制鋁工業提取氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產1噸氧化鋁，附帶產生1.0～2.0噸赤泥。赤泥中攜帶的堿液，是氧化鋁廠造成的最大的污染源。雖然我國對赤泥的排放有著嚴格的限制，但是赤泥污染仍然得不到根治，防止赤泥污染的根本出路是實現赤泥的綜合利用。迄今為止，國內每年產出的幾千萬噸赤泥只有很少一部分得到了循環利用，其余的赤泥都作為廢棄物排放到大自然中，帶來了嚴重的環境問題。因此必須重視環境保護問題，努力實現廢棄物的再利用。

（2）灰渣——粉煤灰的再利用

粉煤灰是可燃物質（如煤）充分燃燒后余下的礦物渣滓。當今全世界煤的年總消耗量為42億多噸，火力發電的電廠主要以燃煤鍋爐為主，其粉煤灰的年排放量達2.9億噸。我國煤的年總消耗量就達到11億多噸，粉煤灰的年排放量更是達到1億余噸。氧化鋁生產過程，燃煤鍋爐也是必不可少的，并且每年也會排放大量的粉煤灰。各國都在積極探索方法使粉煤灰能夠綜合利用，歐美發達國家粉煤灰的綜合利用率基本達到50%左右，個別國家甚至可達到90%以上。我國粉煤灰50%排入灰廠堆存，10%直接注入江河湖泊，其綜合利用率為30%一45%，與歐美發達國家相比還有一定差距。

（3）鋁電解槽廢內襯再利用

廢槽內襯處理也是環保的一個重要部分。鋁電解槽進行大修時，排出的廢陰極炭塊中含有碳、鋁、鈉等有用物，這些資源均可循環再利用，除了有用物，排放的還有氟化物等，將會對環境造成嚴重污染。我國電解鋁生產的規模和產量已經高居世界第一位，但鋁電解槽內襯還沒有有效的方法將其綜合利用，大量有用資源白白浪費，尚無法得到利用。目前的主要處理技術有：廢槽內襯作為水泥制造中的補充燃料；廢槽內襯作為化鐵爐中螢石的替代品；從廢槽內襯中收回氟鹽等，但目前均未大規模推廣應用。

（4）尾礦的再利用

對于鋁土礦選礦的實施，尾礦的處理和利用成為難題，不僅要花耗大量時間和金錢建設和管理尾礦壩，而且將給生態環境造成一定的影響。尾礦的綜合回收與利用，不僅可以延長礦產資源使用年限，擴大礦產資源使用范圍，減輕對環境的污染，還可以節省大量用地和資金，從而產生巨大的經濟效益和社會效益。

（5）廢水及廢氣的利用現狀

在氧化鋁及電解鋁生產過程中產生大量的廢氣和廢水，其中含有的堿和其他污染物，嚴重污染了周邊環境。為了減輕對環境的污染，加強堿和水資源的回收利用，我國鋁業在廢水的再利用上采取了一系列有效措施，使生產用新水、循環水及流失堿損耗均較以前有所降低，但目前還未真正實現工業廢水零排放的目標。氧化鋁生產過程中的礦石破碎、細磨與輸送過程排出的大量粉塵，石灰窯、熟料窯以及焙燒窯排放的大量煙塵，原鋁工業生產過程中產生含氟氣體、PFC、CO2、SO2和粉塵等，都會造成環境污染。特別是熟料窯廢氣中的含堿粉塵及電解煙氣中的氟化氫氣體影響更大。目前廢氣以達標排放為主，氧化鋁廠的窯爐煙塵的排放絕大部分經過除塵、除硫后排放。電解煙氣中的含氟氣體目前廣泛采用的先進的干式凈化處理系統，使氟排放量指標最低可至O.3kgF/t Al，但PFC、CO2、SO2的處理未有一個行之有效的方法，未能解決根本問題。因此，收塵設備的更新、提高收塵效率是今后工作的重點。

（三）資源的再循環情況

鋁的再循環是一項節約資源和能源，有利于保護環境的系統工程。上個世紀90年代中期，西歐國家不同應用領域的廢鋁平均回收率為57%，平均再生率為48%。其中交通領域的廢鋁回收和再生的效果較好，其回收率和再生率分別可以達到92%和74%。1998年，世界范圍內廢鋁再生量達到1160萬噸，滿足了當年約40%的全球鋁需求。在再生率總量中，包裝廢鋁占17%，交通廢鋁占38%，建材廢鋁占32%，其他占13%。最新數據表明：在歐洲的德國、荷蘭、法國、英國、意大利和西班牙，建材廢鋁的再生率已高達95%。當前，全球每年對鋁的需求量仍然持續增加，再生鋁已經進入大工業生產規模，美國、日本等國家的再生鋁產量已經明顯超過其原鋁產量，在其鋁消費量中所占比重均在50%以上，而我國鋁的再生行業起步較晚，再生鋁產量和消費量僅占全部鋁產量和消費量的25%，回收技術落后，污染嚴重，燒損較大，資源浪費嚴重。生產1t原生鋁需2t氧化鋁，15000kW／h電能。生產1t再生鋁比用水電生產1t原鋁少排放91%CO2，比用煤電減少排放更多，少排放硫化物O.06t，少排放處理廢液、廢砟1.9t。發展再生鋁對于減少污染、保護環境起著重要作用。同時我國勞動力資源豐富，價格具有競爭力，可以大力發展廢雜金屬拆解、分揀產業。

鎵是一種價格貴重的稀有金屬。鎵在地殼中的豐度約為O.0015%。地球化學表明，在地殼中鎵是和它在元素周期表中的相鄰元素 zn、m、In、Ge、J11等共生于礦物中的，其中最重要的礦物是閃鋅礦和鋁礬土礦。鎵在鋁土礦中雖然含量極低（0.004%左右），但在氧化鋁生產過程中因其與氧化鋁及其化合物性質接近而在氧化鋁流程中得以富集，經過國內氧化鋁工業科技人員的不懈努力，采用獨特的生產工藝，氧化鋁流程中金屬鎵及鎵的化合物得以較好回收，現已形成較大規模的粗鎵生產能力，生產工藝及產品質量均達國際先進水平。金屬鎵的應用范圍比較廣泛。國內市場需求量極大，國際市場走俏，是中國鋁業主要出口創匯產品之一。

四、我國鋁業循環經濟發展的建議

（一）依靠科學技術，合理開發鋁礦資源

由于技術落后，我國氧化鋁生產中產生的赤泥含堿高，難以在水泥生產中大量利用；國內再生鋁的許多關鍵技術、工藝流程和設備問題沒有解決，各種鋁合金廢料一起混煉，能耗、環保水平低，而且影響再生鋁的質量和用途；鋁電解槽內襯的綜合利用目前還未有有效辦法，大量有效資源尚無法得到利用。建立和健全由替代技術、減量技術、再利用技術、資源化技術、系統化技術等構成的生態企業的支撐技術體系，形成有利于節約資源、保護環境的生產模式，推進產品結構調整和企業組織結構調整，提高資源利用效率，加快鋁工業循環經濟產業化進程。

中國鋁業的發展離不開對原鋁礦的開采，對礦山的管理和開發又是其中重要的環節。各礦山建設都應當不斷總結經驗教訓，積極推廣應用新技術，不斷提高礦山地質工作的現代化管理水平，保障鋁礦資源的高效利用，合理開發和利用鋁礦資源。首先，開發利用找礦新技術，搞好地質勘探工作，保持合理的采儲率。針對各類礦的不同特點，制定不同的資源評價標準。其次，積極應用小型便攜式射線熒光儀測試新技術，取代傳統的采樣和化學分析方法，發揮其準確、快速、低成本的優勢。第三，要推廣電腦在礦山生產管理各環節的運用，如地質報表、地質圖件、資料數據庫。尤其是運用一些先進的管理軟件建立合理的礦床地質模型，配以科學的品位指標（如當量品位、利潤指標）來指導采礦、選冶等現場生產管理工作。

（二）調整產業結構，擴大生產規模，延長鋁業經濟產業鏈

目前，在我國鋁產品市場上，氧化鋁是比較短缺的品種，每年要靠大量進口來滿足生產需要。電解鋁缺口不大，供需基本平衡；鋁材加工主要集中在普通型鋁材，高精度鋁板帶材則有1/3—1/4的部分需要通過進口解決。我國鋁業應當合理調整產業結構和產品結構，在保持冶金級氧化鋁產能的基礎上，逐步擴大化學品氧化鋁的產量，徹底改變以往那種“高投入、高消耗、高污染、低效益”的粗放型經營管理模式，走出一條產品規模、資源消耗、經濟效益、社會效益相統一的發展道路，積極發展鋁深加工業，進一步降低GDP能耗，發展煤電鋁一體化生產，延長產業鏈，減少資源、能源轉換損失，實現綜合節能節材；加快淘汰能耗高、效率低、污染重的工藝、技術和設備；大力調整能源消費結構，提高發電用煤在煤炭消費中的比重，增加電力在終端能源消費中的比重；發展潔凈煤技術，擴大天然氣利用，開發新能源和可再生能源；重點引進國際先進工藝技術對現有電解鋁企業進行擴建和技術改造。在條件成熟時，在沿海地區新建大型電解鋁廠；用高新技術改造傳統氧化鋁和電解鋁產業，重點開發高精度薄鋁板帶材、高質量的鋁箔、鋁塑復合板、鋁鎂合金等，增加產品附加值，提高資源利用的廣度和深度，徹底扭轉“賣原材料”的局面。

另外，鋁業是一個規模經濟效益顯著的行業，加強上下游產品企業的合作，加強縱向一體化，是世界鋁業發展的特點和趨勢。不僅應擴大單個企業的企業規模，還應當對現有鋁業企業通過收購兼并重組和入股等多種形式進行合并，實現縱向一體化，形成集采選、冶煉、加工為一體的大型企業集團，進行綜合開發利用和經營減少生產成本合理利用設備，提高科技含量，增加產品附加值，實現規模經濟。

（三）充分發揮鋁電匹配優勢，走鋁、電聯營之路

鋁工業通常都是用電大戶，在原鋁的成本支出中，電費支出的比例是比較高的，在西方國家該比例為23%，在我國高達38%。因此，擁有豐富廉價的水電資源是鋁業發展的一個重要條件。我國擁有豐富的鋁土礦資源以及水電資源，應積極探索走鋁-電聯營的新路，使鋁電兩家互相依存，優勢互補，既讓電力工業為鋁工業提供穩定、價廉的電力保障，又使鋁工業為電力工業的經濟運作創造條件，促進鋁工業與電力工業協調發展。

（四）堅持可持續發展，加強環境保護，合理利用和有效開發鋁土礦資源

可持續發展戰略要求我們在發展經濟的同時，必須注重自然資源的有效開發利用和生態環境的保護。我國鋁業應當確定可持續發展方針，一要堅持鋁業發展與城鎮化建設同規劃同發展，正確處理工業與農業、鋁業經濟與地方經濟的關系，以鋁業經濟的發展帶動地方經濟的發展，促進礦區的城鎮化建設，使鋁業經濟、資源開發、環境保護得到協調發展。二要依靠科技進步，加快科技創新，提高鋁土礦資源的綜合利用水平，要開展伴生金屬的開發利用。鋁土礦中有大量稀有伴生金屬，其綜合價值可達鋁產品的1.5倍以上，如能開發回收，將為企業帶來巨大的經濟效益。另外還要開展好鋁土礦固體廢棄物的開發利用。鋁土礦生產中的固體廢棄物主要有尾礦和赤泥。對尾礦可以以濾餅形式用于復墾；對赤泥可進行技術研發，既可用磁選機從赤泥中回收鐵精礦，又可開發研究赤泥與粉煤灰固化技術，將赤泥用于筑路，變廢為寶，提高企業的經濟效益和社會效益。

（五）加強行業與地方的協調配合，促進鋁業經濟與地方經濟共同發展

目前，我國鋁業管理實行的是行業管理，與地方政府之間存在著條塊分割的矛盾。一方面，地方財政依附于鋁業經濟的發展；另一方面，鋁業企業的發展在某些方面又受制于地方政府的管理。要加快鋁業循環經濟的發展必須解決好條塊分割的矛盾。因此，應進一步深化改革，明晰地方政府與鋁業企業之間的關系，加強行業與地方的溝通與協調，使地方政府成為真正為鋁業企業提供服務和抓好礦區（城鎮）基礎設施建設與管理的調控單位，而鋁業企業又積極支持和參與地方的經濟建設雙方相互協作與配合，促進鋁業經濟與地方經濟的共同發展。

［1］李翔，許兆義，元炯亮. 現代鋁業生態環境系統研究[J].學術論壇，2005（4），11-15

［2］呂子劍. 中國鋁業循環經濟現狀及發展構想.2006年促進中部崛起專家論壇，2006

［3］石磊，萬紅艷，陳偉強.中國鋁工業的產業共生模式分類及其特征[J].環境科學研究，2011（10），1185-1193

［4］毛玉如，沈鵬，孫啟宏等.鋁工業產業共生和提高生態效率研究[C].中國環境科學學會.中國環境科學學會學術年會優秀論文集.北京：中國環境科學學會，2008：1428-1431

［5］林子波.企業時發展循環經濟的主體[J].發展研究，2007（12）：82-84

［6］李瑋.論循環經濟中的企業角色[J].內蒙古科技與經濟，2009（2）：40-42

［7］尹惠斌.基于循環經濟的企業本質再認識[J].財會月刊：理論版，2007（3）：77-78

［8］陳晨.鋁資源需求趨勢及投資決策分析[D].北京：中國地質大學，2010

［9］彭勃.循環經濟在我國：制約與出路.中國可持續發展研究會2006學術年會，2006

［10］周宏春.中國循環經濟的發展模式[J].經濟研究參考.2006（46）

［11］江芳.基于循環經濟的鋁逆向物流的對策研究[J].山西煤炭管理干部學院學報.2009（3）：139-140

［12］元炯亮.循環經濟與鋁業生態系統[J].有色金屬.2003，55（Z1）

［13］余海波，張廷安.面向循環經濟的電解鋁和再生鋁生產與技術[J].過程工程學報.2010，10（Z1）

［14］李賦屏，蔣凱.發展廣西鋁業循環經濟的對策探討[J].學術論壇.2004，（3）.

［15］沈賢春.循環經濟對現代鋁工業的啟示[J].輕金屬.2005（1）

［16］馮之浚.循環經濟導論[M].北京：人民出版社，2004