开拓创新 实现赤泥综合利用多元化

来源 :中国循环经济·资源综合利用 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hard_158
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  中铝山东企业(山东铝业公司、中国铝业山东分公司)自1954年建成投产以来,累计排出赤泥4000多万吨,现建有4个赤泥堆场。由于大量赤泥未得到大规模利用,占用了宝贵的土地资源,耗费了巨额堆场建设和维护费用,增加了生产成本,制约着企业可持续发展。公司所产赤泥以拜耳法赤泥为主,按含铁量高低基本分为两种:一种是低铝低硅矿产出的高铁赤泥;另一种是常规矿产出的低铁赤泥。多年来,公司始终高度重视赤泥的综合利用,并坚持不懈地进行大力探索和实践,积累了丰富经验,取得了明显成效,在国内始终居于领先地位。2010年4月,公司被中国资源综合利用协会等单位确定为全国氧化铝赤泥综合利用示范企业;2011年9月,公司被中国有色金属工业协会确定为全国氧化铝赤泥综合利用产业技术创新战略联盟会长单位。
  目前,公司新建赤泥综合利用产业园区已初具规模,利用渠道日趋多元化。
  一、已开展的赤泥综合利用项目情况
  中铝山东企业的赤泥综合利用项目开展源于上世纪六十年代,当时湿法生产水泥生产工艺以赤泥为原料,赤泥最大掺加量可达30%,累计消耗赤泥800多万吨。此后先后成功开发了赤泥制备新型燃煤脱硫剂技术、利用赤泥作路基材料技术研究、利用赤泥生产墙体材料、赤泥生产绿色硅肥、赤泥生产新型陶瓷滤料、利用赤泥生产微孔硅酸钙绝热材料、赤泥做胶凝充填剂等10余种新材料和新技术,获得授权专利19项,部级以上科技成果15项。后因赤泥利用量少或成本原因先后停产。
  经过科研人员的不懈努力,2007年针对常规矿产出的低铁赤泥开发了赤泥磁力选铁(以下简称磁选)新技术,2009年又针对低铝低硅矿产出的高铁赤泥开发了重力选铁(以下简称重选)新技术,期中:年产赤泥磁选铁精矿5万吨;年产赤泥重选铁精矿60万吨,年增加销售收入和减少赤泥堆存费用超过1亿元以上,经济和社会效益十分显著。
  由于在矿业公司建立赤泥综合利用产业园和印尼低铝低硅矿暂停进口等原因,高铁赤泥重选铁精矿生产线停产。
  
  二、赤泥综合利用产业园区基本情况
  中铝山东企业赤泥综合利用产业园区位于淄博市张店区南部,园区规划占地260亩,按照项目总体规划和近远期建设顺序设有选铁区、赤泥压滤区、赤泥砂化区以及远期综合利用区。现已完成投资2.9亿元,已建成的项目有:
  1.赤泥集中压滤。该项目主要对重选后的赤泥进行脱水处理,实现干法堆存,并为进一步利用赤泥创造条件。公司已将全部赤泥压滤集中于产业园区,投资1.6亿元,形成年处理赤泥200万吨以上的规模,年产值4000万元以上。该项目于2011年6月份全部正式投运。2012年1.7月份压滤干基赤泥124.7万吨,产销高铁赤泥37.63万吨,实现收入220余万元。
  2.赤泥选铁生产线。该项目是对赤泥中有价金属进行富集,实现减排增效。共计投资7000万元,于2011年9月份建成投产,现采用先重选再磁选的生产方式,打破了原设计处理高铁赤泥的工艺局限,实现了常规矿条件下赤泥选铁的新突破,每小时处理能力为150吨。2012年1~7月份产铁粉2.76万吨,高铁砂13.78万吨,铁粉三氧化二铁含量平均达66.93%,目前达到80%以上,高铁砂三氧化二铁平均品位为 31.18%,综合利用率达25%以上。实现销售收入770余万元。减少压滤和堆存费用660余万元。
  3.赤泥砂化处理生产线。与山东盛日环保工程技术有限公司合作建设高铁赤泥砂化处理生产线。该项目是利用污泥固化处理技术,针对低铝低硅矿产出的高铁赤泥经重选后的次高铁赤泥进行降低粘度、降低含水率的砂化处理,产品用于水泥生产以及其他建材行业。项目投资1000万元,日处理高铁赤泥2600吨,年产值3000万元以上。该项目于2012年4月12日正式投产,到目前共产销次高铁砂化赤泥5万余吨,实现收入100余万元。目前,因印尼政府对铝矿石出口政策进行调整,低铝低硅高铁矿出口受限,赤泥砂化生产线暂时停产。
  赤泥综合利用产业园区的建成为加快赤泥资源化利用项目的产业化创造了条件。园区建设将在工信部、中国资源综合利用协会以及中铝公司的领导下,积极发挥企业科研、人才、地域、规模等优势,探索寻求赤泥综合利用的新技术、新领域,开发新项目,全力以赴推进产业园建设,努力打造国家级赤泥综合利用示范基地,实现赤泥零排放,形成年产值2亿元、并具有较好社会与环境效益的资源化利用产业,积极推动我国赤泥综合利用产业快速健康发展。
  三、高铁赤泥利用的下一步打算
  针对高铁赤泥的处理,近几年公司做了大量工作,也取得了很好的成效。下一步将开展以下工作:
  根据矿石进口情况,一旦低铝低硅矿得到解决,还要择机启动高铁赤泥重选和砂化生产线。并与山东盛日环保工程技术有限公司商谈,进一步利用日本技术,用高铁赤泥生产吸附剂等高附加值赤泥产品,大力提高赤泥综合利用率和经济效益。
  高铁赤泥还可以磁化焙烧选取铁精矿,或深度还原焙烧送取铁精粉。目前正在和青岛东矿钢铁资源有限公司开展磁化焙烧选铁技术研究。项目成功后,可获得铁回收率大于75%、全铁大于60%的铁精矿。
  从目前情况来看,围绕对其中铁的开发利用,高铁赤泥可全部实现资源化。
  四、低铁赤泥利用的下一步打算
  针对常规矿产出的低铁赤泥的开发利用难度较大,进展也相对较慢。下一步将开展以下几方面的工作:
  l.不断完善赤泥选铁分砂生产流程
  充分发挥在赤泥综合利用方面的科研、技术优势,以提高综合利用率和铁粉品位,提升综合经济效益为重点,加大赤泥选铁分砂工作力度,持续推进深化赤泥综合利用。
  筹划新上沉降槽和磁选机,以将山东企业所有常规矿赤泥分砂选铁处理,最大限度的提取铁精矿供应市场。
  拟开展三项攻关试验,一是采用永磁机对磁选尾矿再次选别,提高铁回收率5%以上;二是采用永磁机对旋流器溢流再次选别,以提高铁回收率5%以上;三是对磁选后尾矿(高铁砂)进一步提纯攻关,以获取高纯度的石英砂,综合利用赤泥中的石英硅。
  计划对旋流器溢流开展铁红提取研究和试验攻关,进一步综合利用赤泥中的铁金属元素。
  2.低铁赤泥深度还原除铁后尾渣生产微晶石等系列产品
  我公司与淄博盈源工业废渣综合利用有限公司合作,项目以公司7#熟料窑及附属设备为主线,采用煤基熔融还原流程专利技术,实施技术改造,配套建设熔分炉,余热锅炉,水幕除尘塔等设备,形成一条年综合处理赤泥60万吨的生产线,经处理后的赤泥达到100%减排,年产铁水15万吨,微晶石42万吨,蒸汽50万吨,液碱12万吨,无机盐5万吨。整个生产过程做到废水废渣零排放,废气排放优于国家标准。项目总投资22 040万元,预计今年年底可以投产。
  3.低铁赤泥脱碱生产水泥
  2008年,我公司第二氧化铝厂开展了石灰法赤泥脱碱工业试验,脱碱赤泥中碱含量小于1%,可较大规模用于建材行业,特别是水泥生产。经测算,考虑石灰、蒸汽、动力等费用,即使扣除节约的堆场建设维护费,赤泥脱碱的成本也超过每吨100元。此外,脱碱得到的是每升25~27克的氧化钠低浓度碱液,没有经济利用价值,进入流程后,水的蒸发费与含碱价值相当。因此,低铁赤泥石灰脱碱面临较大的成本压力,目前尚不具备实施条件。
  近年来,我公司与中科院生态环境研究中心、北京科技大学等单位合作,使用二氧化碳废气,采用悬浮碳化法开展过赤泥脱碱探索试验,取得了一些进展。我公司现有大量的窑、炉废气,尤其是石灰炉废气,二氧化碳含量较高,有很高的利用价值,采用该法脱碱能实现二氧化碳废气、赤泥两种废物的综合利用。因此,可将悬浮碳化法作为今后赤泥脱碱技术方向来研究,力争在赤泥脱碱上获得较大突破。
  4.利用赤泥中的碱生产蓄碱建材
  除脱碱赤泥做建材之外,另一个可预见的较大规模利用低铁赤泥的方向是:低铁赤泥不仅不需脱碱,而且还可利用其中的碱,(熔融发泡)生产新型轻质隔热墙体材料或生产碱激发胶凝材料等建材产品。
  低铁赤泥生产新型轻质隔热墙体材料
  以赤泥为主要原料,利用赤泥中的钠、铁、钾等具有助熔作用的优势,引入复合助熔剂降低熔点,采用泡沫玻璃的发泡成型工艺熔融发泡,生产蜂窝状隔热墙体材料。该材料具有容重小、强度高、隔热性能好的特点,用作建筑物的墙体(代替建筑物的墙体和外保温),将具有现行墙体材料无可比拟的优异性能,特别是与有机保温材料的易燃、易老化相比,利用赤泥开发的新型轻质隔热墙体材料具有广阔前景。
  公司将继续与山东迪芬德环保科技有限公司合作,采用玻璃电融技术对低铁赤泥进行处理,生产新型保温材料。现已签合作协议,正积极进行工业化试验。
  低铁赤泥生产碱激发胶凝材料
  碱激发胶凝材料是近年来新发展起来的一种新型无机非金属胶凝材料。利用低铁赤泥生产的碱激发胶凝材料中赤泥用量超过70%,由于有效利用了赤泥中的碱,所需碱激发剂用量约降低40%。碱激发胶凝材料的生产工艺非常简单,其投资较传统胶凝材料(例如水泥)小得多,其主要设备包括粉磨设备、烘干设备等。以赤泥制得的碱激发胶凝材料具有其他特种水泥无可比拟的抗硫酸盐侵蚀性能,还具备一定的耐稀酸侵蚀及快硬快凝性能,因此,其相对于某些特种水泥具有一定的性价比优势。
  5.低铁赤泥做其他功能材料
  现在很多大学、科研院所也在开展赤泥的综合利用工作,主要开发部分功能材料,有的甚至提出做一些高附加值的功能材料,比如用低铁赤泥开发复合絮凝剂、蜂窝杀菌陶瓷、耐酸压裂支撑剂等。这些功能材料中的赤泥用量一般超过50%,有的甚至高达70%,但由于功能材料的市场相对较小,赤泥的消耗量不会太大。尽管如此,我们也将继续开展产学研联合攻关,开发赤泥综合利用的新产品,不断扩大赤泥产品的使用范围。
  6.推动赤泥产品行业标准的制定,加快产品市场化速度
  无论低铁赤泥生产新型轻质隔热墙体材料还是碱激发胶凝材料,这些产品的前期试验已取得较好效果,但作为建材,产业化后要想获得大规模的应用,还取决于产品标准的制定和市场的认可。因此,除加大产品开发力度外,我们还要与中国建筑材料科学研究总院等单位合作,并加强与国家工信部、中国资源综合利用协会沟通和联系,抓好赤泥综合利用产品标准的制定,并且利用国家对赤泥综合利用逐步重视的有利条件,开展赤泥产品市场的培育和推广。
  
  五、目前享受的政策
  1.“利用氧化铝赤泥生产铁精矿”2010年通过山东省资源综合利用认定,享受所得税减免政策,2011年为企业减免所得税288余万元,2012年上半年预计可免所得税169万元(按年度计算,2013年年初减免)。
  2.从2011年6月中旬开始,在中国资源综合利用协会的指导下,中国铝业股份有限公司(山东分公司)与中国建材研究总院、北京地质大学等单位联合申报了国家“十二五”863项目“赤泥低成本处理与资源化关键技术及示范”(项目编号:2012AA06A109),现已批复,共可获得国家及中铝公司经费支持677万元。
  六、提请工信部支持的问题
  1.工信部《赤泥综合利用指导意见》指出:到2015年,要创建2~3个具有一定规模的赤泥综合利用示范基地,形成多途径、高附加值赤泥综合利用发展格局。鉴于中铝山东企业在赤泥综合利用方面所具备的明显优势和取得的较大成效,希望能在工信部的支持下,将中铝山东企业赤泥综合利用产业园建设成为国家级赤泥综合利用示范基地。
  2.希望工信部及省、市政府加大对赤泥综合利用企业和项目的资金扶持,对综合利用企业给予政策优惠,对已基本成熟的赤泥综合利用技术和项目给予资金支持。
  3.加快行业标准的出台,由我公司起草的有色金属行业标准《赤泥精选高铁砂技术规范》已于2011年上半年通过有色金属标准化委员会审定,2011年四季度报国家工信部,目前尚未批复,希望尽快出台。
  4.2010年4月,全国氧化铝赤泥综合利用现场技术交流会在我公司召开,并取得圆满成功。两年多来,全国各地赤泥综合利用工作也取得了很大进展,希望工信部及有关部门牵头在我公司再组织召开一次经验交流会,对成熟技术进行推广示范,促进我国赤泥综合利用工作快速发展,更好地建设资源节约型、环境友好型社会。
  (作者单位:中铝山东企业)
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