我國氧化鋁行業標準化概述

李志剛｜文

本文簡單介紹了氧化鋁行業的整體情況，并闡述了產品標準、方法標準、管理類標準、綠色制造標準等多個方面的氧化鋁行業標準化情況，對當前氧化鋁標準化存在的問題進行分析并提出解決方案，為標準和產業化的協同發展提供支撐。

行業背景

氧化鋁工業是國民經濟的基礎原材料工業，對中國工業經濟的發展起著重要作用。經過60 多年的發展，我國氧化鋁工業從無到有，逐步發展壯大成為國民經濟的一項支柱基礎產業，隨著科技發展，用途日益廣泛。產品品種也從單一的冶金用氧化鋁發展到成百個品種的適應市場需要的精細氧化鋁。2019年中國氧化鋁產量7247.4 萬噸，占全球產量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也有廣泛應用。

氧化鋁生產用鋁土礦石由過去過度依賴國內礦，到目前大量使用國外優質三水鋁石鋁土礦，既延長了國內礦使用壽命，避免資源迅速貧化和枯竭，同時，生產工藝能耗，產品單耗大量下降，特別是近10年來氧化鋁設備大型化和自動化裝備水平不斷提高，工藝指標更加穩定。電解鋁行業出于對產品質量要求不斷提升，既關注氧化鋁純度，又關注物理性能指標，有的企業對氧化鋁的微量元素指標也提出了要求，這些迫使氧化鋁生產企業不斷轉型升級。各氧化鋁生產企業已經不再生產二級品以下氧化鋁，并對出廠氧化鋁粒度指標控制要求和微量元素控制要求實施管控，保證了電解鋁行業能夠生產出優質鋁產品，滿足國家高端制造業需求。

標準化情況

而相關技術指標的實現，離不開標準的關鍵支撐作用。我國氧化鋁相關的標準，在產品種類上覆蓋面廣，既包括熔鹽電解法生產金屬鋁用氧化鋁，也包含生產剛玉、陶瓷、耐火制品及生產其他氧化鋁化學制品用原料氧化鋁；物理性能和化學成分分析手段齊全，能耗、取水、安全等管理標準完備，資源循環利用及綠色制造標準也正在跟進中，近幾十年氧化鋁相關標準逐步完善。

存在的問題

在獲得喜人成績的同時，氧化鋁生產過程中存在的關鍵問題也不容忽視。氧化鋁生產工藝包括拜耳法、燒結法和聯合法，拜耳法是目前氧化鋁工業普遍采用的生產工藝。在氧化鋁生產過程中，鋁土礦中的Al2O3部分進入溶液，而SiO2、Fe2O3、TiO2等雜質礦物以及添加劑石灰則通過反應以復雜化合物形式進入渣中形成赤泥，每生產1 噸氧化鋁約產生1 噸～2 噸赤泥，意味著每年有遠超7000 萬噸的赤泥需要處理。赤泥堿性強、鹽分含量高，資源化利用難，赤泥安全處置已成氧化鋁工業當務之急，而開展赤泥堆存的環境風險、赤泥潰壩的環境影響、赤泥資源化利用后評估、赤泥堆場修復后場地的生態適宜性等方面卻未引起重視，這將直接影響氧化鋁工業的可持續發展。規劃不合理、企業不作為、監管不到位又是比較突出的問題。住房和城鄉建設部發布GB 50986-2014《干法赤泥堆場設計規范》，對新建、改建和擴建的干法赤泥堆場設計，以及將濕法赤泥堆場改造為干法赤泥堆場的設計有了明確要求，對于赤泥堆場工程質量的提高有明顯促進作用。但是目前行業內缺乏其他赤泥生態修復技術相關的標準。

氧化鋁相關的主要標準

國內外針對赤泥堆場，主要以“化學改良+微生物修復+植物修復聯合手段”為主，如以國內為代表的中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司，成功實施了赤泥堆場生態修復工程。修復后赤泥土壤肥力高于NY/T391-2013 旱地Ⅰ級標準，并在赤泥堆場上構建了完整的生態群落，提高了生態系統的可持續性和穩定性。該技術已在中鋁礦業和遵義鋁業成功應用。2019年，該項技術經中國有色金屬工業協會評價達到國際先進水平。目前，有色金屬行業標準《赤泥堆場原位生態修復技術規范》擬引入該項技術，希望借力標準，實現赤泥堆場的生態修復，規范赤泥堆場生態恢復建設。

資源化利用與綠色制造

鋁土礦并非氧化鋁生產的唯一來源，利用鋁行業廢渣作為再生氧化鋁原料已完成工業試生產，再生氧化鋁生產技術通過中國有色金屬工業協會的技術評價，達到國際先進水平，適合在行業內推廣應用?？捎米鲈偕趸X原料的鋁行業廢渣有鋁灰、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；含鋁污泥產生于鋁及鋁合金表面處理行業、經酸堿中和處理，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，但批量的后續處理缺乏相關指導性文件。鋁行業廢渣為主要原料生產再生氧化鋁的技術可批量消耗鋁行業廢渣，對改善生態環境、優化當前鋁行業資源配置、形成鋁行業綠色循環經濟鏈均具有重要的現實意義。國內鋁行業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凈水劑、回收氧化鋁、生產各類化工材料、耐火材料在國內多見報道，但大多沒有得到大規模的廣泛應用。含鋁廢渣生產再生氧化鋁技術在國內尚屬首創，符合綠色環保、循環經濟理念。隨著《再生氧化鋁原料》標準和產業化的協同發展，將對技術與市場起到極大的規范和引領作用。

在加緊推進制修訂產品標準的同時，綠色制造相關標準也在逐步研制過程中。綠色工廠和綠色設計產品標準建立符合氧化鋁生產產業發展需求的綠色工廠評價模型，以工信部現有相關評價指標和要求為基礎，以綜合性、系統性為原則，給出氧化鋁生產行業綠色工廠的綜合性評價指標和要求，此類標準的制定實施可推進企業采用先進適用的清潔生產工藝技術和高效末端治理裝備，淘汰落后設備，建立資源回收循環利用機制，推動用能結構優化，減少生產過程中的資源消耗和環境影響，實現工廠的綠色發展。

結語

標準是落實監管職責的有效手段和有力支撐。我國通過系統制定和推行氧化鋁產品、分析方法標準，以及能耗、取水、安全、綠色制造等管理標準，以推動氧化鋁行業質量提升和走綠色發展的道路。隨著標準體系的不斷健全和完善，標準的引領作用逐步顯現出來，可以促進氧化鋁行業真正踏入綠色可持續發展的康莊大道。同時氧化鋁行業的積極向上，有利于鋁工業的高質量發展，為鋁工業整體的健康發展做出貢獻。