氢氧化铝教案(共8篇)
氢氧化铝教案 篇1
氢氧化铝
课型:
新课
教学目标:
知识与技能
1.学会实验室制备氢氧化铝的方法,学会设计实验。2.掌握氢氧化铝的性质,尤其是两性强氧化物。3.了解氢氧化铝的应用。过程与方法
1.通过课堂讲解,视频播放等,培养学生的学习兴趣。
2.通过教学互动,培养学生勤于动脑的习惯,帮助学生养成科学探究的思维模式。
3.讲解与演示相结合,有利于活跃课堂气氛,提高学习效率。情感态度与价值观
1.在实验探究中,体验实验探究的乐趣,激发学生的学习热情。
2.通过列举氢氧化铝在生活中的应用,逐渐形成将所学的化学知识用于生产、生活实践的意识,培养学生良好的科学作风和学以致用的优良品质。
教学重点
氢氧化铝的两性 教学难点
氢氧化铝的两性
教学过程
[复习] 上次课我们学习了铝的氧化物——氧化铝(Al2O3),现在,我们一起来回忆Al2O3有哪些性质。
[PPT] Al2O3,难溶于水,能溶于酸或强碱溶液,是两性氧化物。[活动] 请一位同学上来写Al2O3与酸或强碱溶液反应的离子方程式,其余的同学在下面写。
[副板书](教师点评)
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [PPT](呈现)
Al2O3+6H+=2Al3++3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O [教师] 好,这堂课呢,我们一起来学习铝的另外一种化合物——氢氧化铝(Al(OH)3),请同学们翻到课本P58。
[板书] 氢氧化铝 [PPT]
[教师] 从图片上,我们可以看到Al(OH)3呈白色固体粉末状。接下来,我们来探究实验室怎样制备Al(OH)3。[板书] 1.实验室制备Al(OH)3: [PPT] 实验一
向盛有适量Al2(SO4)3溶液的试管中滴加氨水NH3·H2O至过量,观察现象。[视频] 硫酸铝与氨水反应(教师一边引导)。[PPT] 实验现象:产生白色沉淀。
实验结论:Al2(SO4)3溶液和氨水可以发生反应,生成氢氧化铝,氨水过量,氢氧化铝沉淀不溶解。
化学方程式:Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 [板书] 1.实验室制备Al(OH)3:可溶性铝盐与氨水反应。例如: Al2(SO4)3+6NH3•H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4
[教师] 从实验现象,我们可以看出,氢氧化铝是白色,难溶于水的固体。[板书] 2.物理性质:白色,难溶于水的固体。[教师] 我们学习了氧化铝(Al2O3),它是两性氧化物,那么,氢氧化铝(Al(OH)3)又有哪些化学性质呢?我们将通过实验来揭晓。请同学们观看视频。[PPT] 实验二 Al(OH)3的受热分解 [视频] Al(OH)3的分解。
[讲述] 加热时,氢氧化铝分解为氧化铝和水。[板书] 3.化学性质: △
①受热分解,2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O [教师] 好了,这是氢氧化铝的受热分解,氢氧化铝还有一个类似于氧化铝的性质,下面我们来看看氢氧化铝与酸或强碱溶液的反应。
[PPT] 实验三 取上一个实验制得的氢氧化铝沉淀于3支试管,向其中一支试管加入适量6mol•L-1的NaOH溶液,震荡,观察现象;向另一支试管加入适量3mol•L-1的H2SO4溶液,震荡,观察现象。[视频] 氢氧化铝的两性
[PPT](讲述)现象:两支试管内的氢氧化铝沉淀均溶解。
结论:Al(OH)3既能与酸反应,也能与强碱反应。是两性氢氧化物,既可以看作酸也可以看作碱,但它的酸性(比碳酸还弱)、碱性都很弱。离子方程式:Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [板书] ②两性强氧化物
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O [教师] 好,接下来做几个习题巩固刚才所学的知识。[PPT](习题)
1、实验室制备Al(OH)3最好用(D)
A.Al2O3和稀盐酸 B.Al2O3和水 C.Al2(SO4)3和KOH D.AlCl3和氨水
2.既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的是(BC)A.MgO B.Al2O3 C.Al(OH)3 D.Fe(OH)2
3.某合金能完全溶于盐酸,再滴入足量的氢氧化钠溶液,开始出现白色沉淀并逐渐增多,继而沉淀减少但不完全消失,这种合金是(B)A.硅铝合金 B.镁铝合金 C.铜镁合金 D.银铝合金
[教师] 同学们都很棒,学习往往是学以致用,而化学与我们的生活又是息息相关的,氢氧化铝在生活中的应用非常广泛,下面我们举几个例子。[PPT]
Al(OH)3在医学上的应用
①胃舒平又名复方氢氧化铝,由氢氧化铝和三硅酸镁两药组成。其中氢氧化铝中和过多的胃酸。
②斯达舒,[成份]本品每粒含氢氧化铝140毫克,维生素U50毫克,颠茄提取物10毫克,辅料: 淀粉。[药理作用]本品中氢氧化铝为抗酸药,能中和胃酸并保护溃疡面;维生素U能促进肉芽发育和黏膜再生;颠茄流浸膏可抑制腺体分泌,解除平滑痉挛引起的疼痛。
[教师] 氢氧化铝在医学上用作胃酸中和剂,在生活中最重要的就是净水。大家应该听说过明矾吧? [PPT](讲述)
明矾KAl(SO4)2·12H2O,无色晶体,易溶于水。净水的原理就是氢氧化铝在起作用。
氢氧化铝在水中电离:KAl(SO4)2 =K++Al3++2SO42-Al3+水解: Al3++3H2O = Al(OH)3 +3H+ Al(OH)3 具有很强的吸附能力,她能凝结水中的悬浮物并使之沉降,从而达到净水的目的。
但由于铝在人体内积累对人体健康有害,因此,目前用于饮用水净化的含铝净水剂正逐步被含铁净水剂所取代。[教师](小结)1.实验制备氢氧化铝:可溶性铝盐与氨水。例如,Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性质:白色,难溶于水的固体。
Δ
3.化学性质:①加热分解,2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②两性氢氧化物,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.应用:胃酸中和剂,净水等。[习题]
1、下列物质中属于两性氢氧化物的是:(B)A.NaOH
B.Al(OH)C.Mg(OH)D.Ba(OH)2
2、下列离子方程式书写错误的是(C)A、铝粉投入到H2SO4溶液中: 2Al+6H+=2Al3+ +3H2↑ B、Al(OH)3溶于NaOH溶液中: Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O C、NaAlO2溶液中通入足量的CO2:
2AlO2-+ CO2+3H2O= 2Al(OH)3↓+CO32-D、Al2O3粉末溶于NaOH溶液中: Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
3.斯达舒、胃舒平可作为治疗某种胃病的内服药,这是利用了氢氧化铝的(B)
A.酸性 B.碱性 C.两性 D.氧化性
4、AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液,消耗NaOH溶液体积(X轴)和生成沉淀(Y轴)之间的函数关系可用下图来表示,则下列关系图正确的是(A)
布置作业:
课本习题。板书设计:
氢氧化铝
1.实验制备氢氧化铝:可溶性铝盐与氨水。例如,Al2(SO4)3+6NH3·H2O=2Al(OH)3↓+3(NH4)2SO4 2.物理性质:白色,难溶于水的固体。
Δ
3.化学性质:①加热分解,2Al(OH)3 = Al2O3+3H2O ②两性氢氧化物,Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 4.应用:胃酸中和剂,净水等。
课后反思:
本节课通过教师讲解,播放实验视频等教学环节,主要学习了氢氧化铝的制备、物理性质以及化学性质,还了解了氢氧化铝的应用,目的在于培养学生学习化学的兴趣,帮助学生形成科学探究的思维,学以致用。
纳米氧化铝 篇2
纳米氧化铝
氧化铝是白色晶状粉末,已经证实氧化铝有α、β、γ、δ、η、θ、κ和χ等十一种晶体.不同的制备方法及工艺条件可获得不同结构的.纳米氧化铝:χ、β、η和γ型氧化铝,其特点是多孔性、高分散、高活性,属活性氧化铝;κ、δ、θ型氧化铝;α-Al2O3,其比表面低,具有耐高温的惰性,但不属于活性氧化铝,几乎没有催化活性;β-Al2O3、γ-Al2O3的比表面较大,孔隙率高、耐热性强,成型性好,具有较强的表面酸性和一定的表面碱性,被广泛应用作催化剂和催化剂载体等新的绿色化学材料[1].
作 者:高霞 童海英 李金霞 Gao Xia Tong Haiying Li Jinxia 作者单位:华东师范大学化学系,上海,62刊 名:化学教学英文刊名:EDUCATION IN CHEMISTRY年,卷(期):“”(2)分类号:G069关键词:
氢氧化钠练习题 篇3
1、下列物质的化学名称与俗名,对应错误的是()
A.汞——水银B.氧化钙——熟石灰、消石灰
C.干冰——二氧化碳D.氢氧化钠——烧碱、火碱、苛性钠
2、下列气体可用氢氧化钠作干燥剂的是()
A、H2B、CO2C、SO2D、HCl
3、只用水不能区分各组物质(物质均为固体)的是()A.生石灰氯化钠B.碳酸钡碳酸钙C.氢氧化钠氢氧化钙D.氯化钠硝酸铵
4、某化学实验小组在探究CO2和NaOH是否发生反应时,小明设计出下列三种装置进行实
验:
①
②
③
浓溶液
浓溶液
(1)写出上图中标有字母的仪器名称:a,b。(2)以上三个实验中,①③有明显现象,请你帮小明记录他观察到的实验现象: 实验①。实验③。
(3)实验②因选用仪器不当导致未能观察到明显现象,请你帮小明寻找一种物品替代该装置中的广口瓶,以使实验取得成功,你将选用的物品是,改进后能看到的...实验现象是。
(4)小余同学提出了质疑,他认为小明实验还不足以证明CO2与NaOH确实发生了反应,其理由是。(5)小余同学又补充了设计如下实验方案来进一步证明,我来帮他完成:
(6)请你再设计一个与上述实验不同原理的实验来证明并检验CO2和NaOH溶液反应生成了Na2CO3,并将有关的实验操作、现象、结论填入下表:
5氢氧化钠是一种重要的化工原料,俗称______。氢氧化钠易吸收水分可用作某些气体的____剂,它的水溶液倒入充满C02气体的矿泉水瓶中,密闭、振荡,可以看到,发生化学反应的方程式为,因此,氢氧化钠应密封保存。
6、氢氧化钠有强烈的 性,所以它的俗名叫苛性钠、火碱或烧碱,氢氧化钠固体曝露在空气中时容易吸收水分而溶解,还易与空气中的发生反应而变质,其反应的化学方程式为。
7、久置在空气中的氢氧化钠溶液,会生成一种盐类杂质,向其中加入稀盐酸时会产生无色气体.生成这种杂质的化学方程式为:;向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞试剂,溶液会变.
8、右图是氢氧化钠溶液和盐酸用滴加方式反应时,溶液pH随滴入溶液体积变化的曲线。
(1)氢氧化钠和盐酸恰好完全反应时,溶液的pH7
(填“大于”或“小于”或“等于”)。
(2)根据曲线判断,该反应是将(填“氢
氧化钠溶液”或“盐酸”,下同)滴入中,理由是。
(3)当滴入溶液的体积为5mL时,所得溶液中的溶质
为(写化学式),若在此溶液中滴入石蕊试液,溶液显色。
9、写出下列反应的化学方程式
(1)氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体
(2)硫酸铜溶液滴加氢氧化钠溶液
(3)氯化铁溶液滴加氢氧化钠溶液28题图
10、归纳总结是学习化学的重要方法,小明同学用图l总结了NaOH的四条化学性质(即NaOH与四类物质能够发生化学反应)。
(l)为了验证反应①,小明将无色酚嗽试液滴入NaOH液中,溶液变
成(2)依据反应②说明NaOH必须密封保存,否则在空气中要变质,其化
学反应方程式为:.(3)小明用徽观示意图(图2)来说明反应③的发生,用化学反
应方程式表示为:
从该图可以看出,反应前后没有发生变化的徽观粒子有。
(4)为了验证反应④能够发生,你选择的物质是。
A.Na2CO3B
氢氧化钠的性质和用途 篇4
同学们,大家好!
欢迎你来到初中化学微课。今天我们一起来学习初中化学中常见的一种碱,“氢氧化钠的性质和用途”。
你是否还记得在学习“物质的变化和性质”演示实验中,向硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液,发生的实验现象呢?
对了,“会产生蓝色沉淀,是因为硫酸铜与氢氧化钠反应生成了蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠的缘故。”
那么,你是否还记得在探究“溶解时的吸热或放热现象”的实验中,氢氧化钠固体溶解时的现象呢?
你记得真准确,氢氧化钠溶解时温度显著升高,说明溶于水时有明显的放热现象。
同学们,在使用氢氧化钠时,我们还应注意那些方面呢?
你记得真准确,氢氧化钠有强烈的腐蚀性,使用时要十分小心。要防止氢氧化钠或其溶液沾在皮肤或衣服上,特别要防止氢氧化钠溶液溅入眼中。同时,还要注意:氢氧化钠等易潮解的药品,必须放在玻璃器皿(如小烧杯、表面皿)里称量。
那么,除了我们已学的这些知识以外,氢氧化钠还有那些其他的性质和用途呢?下面,请跟老师一起来学习吧!
插入“视频”:探究氢氧化钠的性质实验
通过实验我们知道:若氢氧化钠暴露在空气中,会吸收空气中的水分而发生潮解现象。它常做某些气体的干燥剂。它还会与空气中二氧化碳反应而变质,故氢氧化钠必须密封保存。
提醒大家:
不要将氢氧化钠液沾到皮肤上,因为氢氧化钠有强烈的腐蚀性。如果不小心将氢氧化钠液沾到皮肤上,可用较多水冲洗,再涂上硼酸溶液。
那么,NaOH在生产生活中有哪些用途呢?
他是一种重要的化工原料,常用于制取肥皂、石油、炉具清洁剂、造纸、印染等,生活中人们常常利用含氢氧化钠的物质来除去油污呢。不知你记住了么!
在探究氢氧化钠的的性质实验中,小红提出一个问题:怎样才能知道暴露在空气中一瓶氢氧化钠溶液是否变质呢?
小张说可用滴加无色酚酞溶液来证明是否变质,同学们,这个方案肯定不行!因为氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠也成碱性,也会使无色酚酞溶液变红色。
小明建议滴加稀盐酸,若有气泡相互产生,则氢氧化钠溶液已变质。小明同学真聪明,这个实验方案可
行。
同学们,你还其他的方法吗?请做个实验来验证吧!
在验证实验中,小红又提出一个问题:如何证明暴露在空气中氢氧化钠溶液究竟是全部变质还是部分变质呢?
通过讨论,大家认为:可以取少量氢氧化钠溶液于试管中,滴加足量的氯化钙溶液,过滤,向滤出的清液中滴加无色酚酞溶液,若变红色,则氢氧化钠溶液部分变质。反之,全部变质。
同学们,学习了本课题知识,你掌握了吗?
下面我们一起来完成一道习题。
为了探究碱的性质,甲乙两组同学向相同体积的石灰水和烧碱溶液中分别通人C02气体.观察到前者变浑浊.后者无明显现象.甲组同学认为C02能与石灰水反应,但不能与烧碱溶液反应.而乙组同学认为C02也能与烧碱溶液发生反应.
为证明自己的现点,乙组同学叉设计并做了以下实验:①用石灰石和稀盐酸制取C02气体,从甲图中选出正确的制取装置______.(填“A”或“B”)
根据实验制取二氧化碳的反应原理,我们知道,确定发生装置的依据是反应物的状态和反应条件,根据反应原理制取二氧化碳属于“固液常温类型”,故选A.②收集一烧瓶C02气体.注入烧碱溶液后立即塞上带有导管和气球的橡皮塞(如乙图所示),振荡后观察到瓶内气球______(填“膨胀”或“缩小”).由此乙组同学认为自己的观点是正确的.
我们要还充分利用所学到氢氧化钠相关知识来仔细分析,氢氧化钠溶液会与空气中二氧化碳反应,所以瓶内的压强会减小,故振荡后观察到瓶内气球会膨胀。
(2)甲组同学提出反驳:因为CO2会溶于水,所以还必须设置对照实验,即用______代替烧碱溶液进行实验,如果观察到气球膨胀程度______(填“增大”或“藏小”),才能最终证明乙组的观点是正确的.
不过,CO2能溶于水,若瓶内是水的话压强也会减小,很明显该实验方案设计不够严密。我们可以采用水和氢氧化钠溶液做对比实验来完成验证,比较气球膨胀程度大小来判断,这样实验才更加严密。
同学们,今天我们学习了氢氧化钠的相关知识,同时也练习了根据物质的性质进行物质的存在证明实验设计,希望今天所学的知识对你以后的学习会有帮助。
氧化铝化学式怎么书写 篇5
氧化铝是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的`离子晶体,常温下不溶于水。是难溶于水的白色固体,无臭、无味、质极硬,易吸潮而不潮解。
氧化铝是典型的两性氧化物,其化学性质较为活泼,可以和以下物质发生反应:
1、和酸反应:Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O;Al2O3 + 6H+ = 2Al3+ + 3H2O
2、和熔融的碱反应:Al2O3 + 2NaOH= 2NaAlO2(偏铝酸钠)+ H2O
氢氧化铝教案 篇6
执教:三星中学李广祥
一、设计思想
本课围绕氢氧化钠固体或溶液变质的问题,引导学生派生出“它是否变质?变成了什么的物质?如何检验烧碱固体或溶液是部分变质还是全部变质?”通过这些真实问题的解决,学生的自我探究和综合应用知识的能力进一步得到了发展,使学生再一次经历科学探究的一般过程和方法的锻炼。
二、教学目标:
1、知识与技能:
(1)复习巩固氢氧化钠的保存方法及变质原因;
(2)初步学会探究氢氧化钠溶液变质情况的探究思路;
(3)能用较准确的化学语言对实验方案进行评价与设计。
2、过程与方法:
(1)通过实验方案的讨论与设计,培养学生实验分析、评价能力;
(2)通过实验的观察与操作,培养学生思维的全面性、严谨性,提高学生运用
知识解决实际问题的能力。
3、情感态度与价值观:
(1)激发学生对现实生活中化学现象的好奇心和探究欲;
(2)培养学生的合作意识及勤于思考、严谨求实、勇于实践、不断创新的科学精神。
三、教学重难点
教学重点:理解氢氧化钠与二氧化碳的反应。
教学难点:对氢氧化钠溶液与二氧化碳的反应,导致变质情况的探究。
四、教学方法
探究方法:创设情境、兴趣引导、实验探究。
五、教学流程
六、教学过程
【创设情景】猜测两瓶无标签溶液(其中一瓶用橡皮塞),哪一瓶是NaOH溶液?
1【引入课题】探究氢氧化钠溶液变质情况 归纳1:氢氧化钠的保存
密封——防止吸收二氧化碳变质 【探究活动一】
请设计实验用三种不同类别物质验证氢氧化钠已变质
23【探究活动二】
探究实验台上现有一瓶放置了两年的NaOH溶液,设计实验探究其变质情况 实验猜想:
Ⅰ.ⅡⅢ.实验分析:
若猜想Ⅰ正确,溶液中溶质只有(没有)若猜想Ⅱ正确,溶液中溶质既有也有若猜想Ⅲ正确,溶液中溶质只有
3(没有)设计实验:
请你设计实验方案来验证以上猜想,并将有关内容填写在以下实验报告的归纳3:探究氢氧化钠溶液情况,需要验证其中所有可能成分(NaOH、Na2CO3)的存在【小结】
1.NaOH溶液变质的原因和保存方法 2.如何探究NaOH溶液变质情况
七、板书设计
一、NaOH溶液的保存
密封——防止吸收二氧化碳变质
二、验证氢氧化钠溶液变质 1.滴加稀盐酸
2HCl + Na2CO3+ H2O 现象:产生白色沉淀 2.滴加Ca(OH)2溶液
Ca(OH)2 +Na2CO3 现象:产生白色沉淀
3.滴加BaCl2溶液(或CaCl2溶液)BaCl2 +Na2CO33现象:产生白色沉淀
三、探究氢氧化钠溶液变质情况 1.没变质2.部分变质3.全部变质
八、教学反思
练习
1.向氢氧化钙溶液中不断通入二氧化碳气体
(1)观察到的现象:溶液先变,后又变(2)写出相关反应方程式,(3)由此甲同学联想到向氢氧化钠溶液中不断通入二氧化碳气体,过量的二氧化碳会与产生的碳酸钠发生类似(2)中的反应生成NaHCO3,已知NaHCO3水溶液呈弱碱性。
①请帮助甲同学写出该化学反应方程式:②请在下图中画出溶液的PH值—通入CO2体积变化曲线图变化曲线图
72.课外活动小组为测定某变质氢氧化钠固体中氢氧化钠的质量分数,设计、进行........了下面的实验:
步骤一:取5g样品放入50mL小烧杯中,加足量的蒸馏水至样品完全溶解; 步骤二:向烧杯中滴加氯化钙试剂至不再产生沉淀为止,过滤混合物; 步骤三:将滤得的沉淀干燥,称得质量为1g 请根据实验回答下面问题:
(1)写出反应的化学方程式:,反应基本类型(2)根据课外兴趣小组测定的数据计算固体中氢氧化钠的质量分数?
拓展练习
1.【材料】:有一瓶由于放置时间过长失去标签标的白色固体,是由钠元素或钾
元素与氢氧根、碳酸根或硫酸根中的一种或多种组成的化合物。
化学兴趣小组同学通过课上的学习,运用所学知识于是她对白色固体的成分进行了如下探究
【提出问题1】:固体中含硫酸根吗?
【实验探究1】:取少量固体溶于水配成溶液,并滴加硝酸酸化了的氯化钡溶液,....没白沉淀产生。
【提出问题2】:白色固体的成分究竟是什么呢? 【实验探究2】:请你完成以下实验报告。
【联想与解释】
a.小明联想到老师用玻璃导管将纯净的氢气导出并点燃时,燃烧火焰并非淡蓝色而为黄色,其原因可能是:(6)
二氧化硫和氢氧化钠反应现象 篇7
二氧化硫
二氧化硫又称亚硫酸酐,是最常见的`硫氧化物,硫酸原料气的主要成分。二氧化硫是无色气体,有强烈刺激性气味,是大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会诞生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若在催化剂(如二氧化氮)的存在下,SO2进一步氧化,便会生成硫酸(H2SO4),碰到皮肤会侵蚀使用时要警觉。
氢氧化铝教案 篇8
中 铝 河 南 分 公
张 伦 和
2010年7月22日
司
河南省氧化铝工业“十二五”发展对策
张伦和
(中铝河南分公司,河南 郑州450041)摘要:本文介绍了河南氧化铝工业现状,分析了河南氧化铝工业发展中存在的主要问题,提出河南氧化铝工业“十二五”发展对策。
关键词:氧化铝;现状;存在问题;发展对策
以铝工业为主的有色金属工业是河南省支柱产业之一,“十一五”期间,在电解铝快速发展和市场对氧化铝需求急剧增加的拉动下,河南氧化铝工业发展迅猛。氧化铝产量的迅速增长,铝土矿需求量剧增,导致矿石品位急剧下降及供应量严重短缺。与此同时,氧化铝产能出现严重过剩,氧化铝价格大幅下滑,相当多的企业在前两年出现严重亏损,被迫减产或停产。目前,氧化铝市场虽有好转,但产能过剩不仅没有得到扼制,反而在继续扩张,铝土矿供应危机日趋严重,铝土矿资源已成为制约我省和我国氧化铝工业发展的瓶颈。
1、“十一五”期间的河南氧化铝工业 1.1.氧化铝产能和产量
“十一五”前的2005年,河南省在产的氧化铝企业基本 只有中铝河南分公司和中铝中州分公司两家。到2009年底,全省建成投产的氧化铝企业已达18家,其中年产能在40万吨以上的8家,年产能在200万吨以上的3家。氧化铝产量由2005年的345.7万吨增加到2008年的856.2万吨,增长148%,占全国总产量2279万吨的37.6%。由于受全球性经济危机的影响,2009年河南氧化铝产量下降到742.6万吨,占全国总产量2379.2万吨的31.2%,占全球氧化铝总产量7281万吨的10.2%。(见表
1、表2)
表1 2005-2009年国内及河南电解铝、氧化铝、铝土矿
产量或进口量(万吨)
年 份 国内电解铝产量 国内氧化铝产量 国内氧化铝进口量 国内铝土矿进口量 河南省电解铝产量 河南省氧化铝产量
2005年 780.6 851.1 643.9 217.0 188.7 345.7
2006年 934..9 1370.0 691.1 968.0 210.8 519.8
2007年 1255.9 1945.7 512.4 2326.0 306.2 749.5
2008年 1318.0 2279.0 460.0 2579.0 324.3 856.2
2009年 1284.6 2379.2 514.1 1862.0* 317.7 742.6
(*此数字由2009年1-9月进口量推算)
表2 河南省重点氧化铝企业产能及产量(万吨)
序企 业 名 称 号 中铝河南分公司 2 3 4 5 中铝中州分公司 东方希望(三门峡)铝业有限公司 开曼铝业(三门峡)有限公司 洛阳香江万基铝业有限公司
分 类 产 能 产 量
2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
1-3月
230.0 230.0 200.0 200.0 200.0 230.0
234.3 200.0
201.3 120.0 90.0 120.0 127.6 40.0.22.0
188.2 200.0 195.9 200.0 160.0 180.0 173.4 60.0 47.0
126.5 200.0 156.7 250.0 155.0 180.0 147.8 80.0 62.0
45.1 200.0 43.6 250.0 52.7 180.0 38.6 80.0 24.0
产 能 150.0 产 量 172.2 产 能 40.0 产 量 产 能 产 量 产 能 产 量
3.9 80.0 52.3 0.0 0.0 6 7 8 河南有色汇源铝业有限公司 河南中美铝业有限公司
三门峡义翔铝业有限公司 1-8企业合计
产 能 产 量 产 能 产 量 产 能 产 量 产 能 产 量 产 能 产 量 产 能 产 量
0.0 0.0 0.0 0.0 15.0 8.1 515.0 466.5 / 53.3 / 519.8
40.0 37.5 0.0 0.0 15.0 14.0 765.0 726.7 / 22.8 / 749.5
40.0 40.1 40.0 29.3 15.0 13.9 935.0 800.8 / 55.4 / 856.2
30.0 31.4 40.0 38.7 15.0 8.8 726.9 38.4 15.7 742.6
32.0 8.2 40.0 11.0 60.0 2.5 225.7 38.4 19.5 245.2
995.0 1042.0 其他企业 河南省合计
1033.4 1080.4
1.2.重点氧化铝企业主要技术经济指标
2009年,河南八个重点氧化铝企业主要技术经济指标均有较大幅度的下滑,整体出现较大亏损,仅有3个企业(均为民企)盈利。
各企业的劳动生产率、产品制造成本和完全成本差距很大,劳动生产率最大相差约9倍,产品制造成本最大相差965元/吨,产品完全成本最大相差600元/吨(见表3)。民企指标均优于国企,这是由于企业体制、管理机制和用工等制度不同所致,目前民营氧化铝企业的综合竞争能力优于国有企业。
表3 2009年河南重点氧化铝企业主要经济指标
分类 最 大 值 最 小 值平均 值 总 额
资产总值(亿元)88.00 18.79 / 373.50
年销售额(亿元)40.08 1.34 / 176.83
年利润劳动生产率制造成本(亿元)(t/人.年)(元/t)5.93 1778 2350 -9.17 / -1.99
完全成本
(元/t)2600 2000 2257.00 /
200 690 /
1385 1902.71 /(表中:资产及销售总额为表2中8个重点企业之和;年利润总额为7个重点企业之和;平均值为7个重点企业的平均数,不是最大值和最小值的平均数)
氧化铝生产的主要消耗指标与矿石品位密切相关,近几年来,由于矿石A/S急剧下降,从2006年的平均8.18下降到2009年的5.74,绝对值下降2.44,导致各项技术经济指标恶化,消耗指标大幅上升,产能大幅下降。2009年,各重点企业的矿耗、碱耗和氧化铝回收率相差不大,唯有能耗相差较多,工艺能耗最大值为737.63kgce/t-Al2O3,是最小值389.50kgce/t-Al2O3的1.89倍;综合能耗最大值为901.60kgce/t-Al2O3,是最小值429.00kgce/t-Al2O3的2.1倍。能耗悬殊大,是由于低能耗者为纯拜尔法工艺,高能耗者为拜尔法与烧结法能耗的综合平均值(见表4)。
表4 2009年河南重点氧化铝企业主要消耗指标
分 类 最 大 值 最 小 值平均 值 矿石A/S 7.31 4.93 5.74
矿 耗
t/t-Al2O3 2.36 1.94 2.21
碱耗工艺能耗综合能耗氧化铝回kg/t-Al2O3 kgce/t-Al2O3 kgce/t-Al2O3 收率(%)135.0 95.0 112.2
737.63 389.50 503.10
901.60 429.00 582.09
86.52 67.84 77.41
(表中:碱耗均以95%的NaOH计;平均值为表2中8个重点企业的平均数,不是最大值和最小值的平均数)
1.3.生产工艺及装备的特点 1.3.1.生产工艺
采用什么样的氧化铝生产方法在很大程度上取决于铝土矿品位的高低,即矿石铝硅比值和氧化铝含量的高低。一 般情况下,A/S>7时,可直接采用常规拜尔法,就能获得好的技术经济指标;而A/S在5—7之间,以往通常采用联合法;而A/S<5时,则一般采用烧结法。近年来,开发成功的选矿拜尔法,通过浮选可将矿石A/S由3.5—5.5提高到7.0—10.5,Al2O3含量提高约5个百分点,便可采用经济的拜尔法生产。
河南氧化铝生产工艺多样,目前被用于规模化生产的有拜尔法、混联法、烧结法、选矿拜尔法、石灰拜尔法及双流拜尔法(见表5)。其中混联法、选矿拜尔法、石灰拜尔法及双流拜尔法均由河南省的企业和研究机构研发成功,并在省内及全国大规模推广应用。
表5 河南重点氧化铝企业生产方法及其产能比例
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 企 业 名 称
中铝河南分公司 中铝中州分公司
生 产 方 法
拜尔法(含石灰拜尔法):70% ;选矿拜尔法:10% ; 混联法:20% ; 拜尔法+选矿拜尔法(含双流法):56.35 % ; 烧结法:43.65% ;
东方希望(三门拜尔法:80% ; 选矿拜尔法:20% ;
峡)铝业有限公司 开曼铝业(三门峡)有限公司 洛阳香江万基铝业有限公司 河南有色汇源铝业有限公司 河南中美铝业有限公司
三门峡义翔铝业有限公司
拜尔法:70 % ; 选矿拜尔法:30 % ; 拜尔法:100 % ;
拜尔法:50% ; 选矿拜尔法:50% ; 拜尔法:100% ; 拜尔法:100% ; 1.3.2.主要装备
“十一五”期间,河南氧化铝工业的装备水平有极大的提高,在引进国外先进装备的基础上,通过消化吸收再创新,关键性装备都实现了国产化,其质量和性能达到或接近国外水平,如高压隔膜泵、管道化溶出器组、高压溶出器减速机、高效旋流器、大型高效沉降槽、大型机械搅拌分解槽、大型叶滤机、平盘和立盘过滤机、降膜蒸发器、气态悬浮焙烧炉、检测与控制系统等。许多企业在首期建设中采用进口装备,由于国产装备性能提高,价格便宜,性价比优于进口设备,故在后期的建设中又转购国产设备。目前,重点氧化铝企业的主要工序关键设备基本实现大型化、自动化、高效化和节能型。
1.4.重大技术创新成果
河南氧化铝生产技术水平处全国领先地位,多年来,研发成功许多重大技术创新成果,在省内和全国众多氧化铝厂推广应用。主要成果有:一水硬铝石管道化溶出技术、选矿拜尔法工艺、烧结法间接加热连续脱硅技术、树脂吸附法提取金属镓技术、强化烧结法生产氧化铝新工艺、一水硬铝石高压溶出后加矿增浓溶出技术、铝土矿反浮选脱硅生产氧化铝新工艺技术、雾化烘干循环烧结新技术及新装备、低品位铝土矿梯度浮选拜耳法生产氧化铝新技术等。“十一五”期间,河南氧化铝技术创新成果丰硕,取得许多重大科技奖项 和专利,为省内及全国氧化铝企业提供强有力的技术支撑 1.5.重点氧化铝企业铝土矿资源使用状况
“十一五”期间,随着氧化铝产量快速增涨,铝土矿用量逐年剧增,8家重点氧化铝企业铝土矿年耗量,由2006年的1039万吨增加到2009年的1573万吨,增长51.4%。按2010年1-3月重点氧化铝企业铝土矿耗量推算,2010年铝土矿年耗量将达到2384万吨。在铝土矿供应严重不足的同时,矿石品位急剧下降,A/S由2006年的8.18下降到2009年的5.74,绝对值下降2.44(见表6)。
表6 河南重点氧化铝企业铝土矿年耗量及矿石铝硅比
年 份
国内矿
进口矿 数量(万吨)A/S平均值 A/S平均值
2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
1-3月
1039 1459 1598 1573 596 8.18 5.57
7.39 48.1 4.87
6.46 103.7 3.02
5.74 107.9 5.98
5.60 / / 数量(万吨)10.0
2.河南省氧化铝工业发展存在的突出问题
2.1.铝土矿资源量少质劣,成为氧化铝工业发展的瓶颈 2.1.1.铝土矿供应严重短缺
截止2008年底,河南省累计查明铝土矿资源储量7.8亿吨,保有资源储量7亿吨,次于山西省,居全国第二位。2008年,河南8家重点氧化铝企业拥有52个采矿权,占有铝土矿资源储量22539.19万吨;拥有探矿权65个,预期可 获得铝土矿资源储量约16069.1万吨,合计占有铝土矿资源储量38608.29万吨,占全省铝土矿资源储量的55%。
多年来,河南省氧化铝产量一直位居全国第一,2008年河南氧化铝产量达到856.2万吨,用矿A/S平均为6.46,其矿耗约为2.0t/t-AL2O3,年耗铝土矿将达1712万吨,按目前开采回采率40%计,实际年耗铝土矿资源储量达4281万吨,现有的3.86亿吨资源储量,其静态服务年限为9.0年。若按2010年全省预计AL2O3产量980万吨计,用矿A/S降为5.6的条件下,矿耗约为2.2t/t-AL2O3,则年耗铝土矿将达2156万吨,实际年耗铝土矿资源储量将达5390万吨,现有的3.86亿吨资源储量,其静态服务年限只有7.16年。因此,如果没有新的资源发掘和补充,现有储量越用越少,我省氧化铝工业将面临无矿可取的严重危机。
2.1.2.铝土矿品位急剧下降,氧化铝技术经济指标恶化
河南重点氧化铝企业的用矿A/S,由2006年的8.18下降到2009年的5.74,A/S绝对值降低2.44,经计算可知:矿耗上升约0.276t/t-AL2O3,石灰石耗上升约0.054t/t-AL2O3,碱耗上升约37.5kg-NaOH/t-AL2O3,工艺能耗上升约15.0kgce/t-AL2O3,产能下降14.3%左右,由此导致氧化铝成本大幅上升,企业利润锐减。
2.1.3.铝土矿资源缺乏统筹规划、资源浪费严重
由于氧化铝产能增长过快,远超过我省铝土矿资源的承 受能力,导致过量开采,加速了资源贫化和枯竭。多年来,对铝土矿只顾开采,勘查投入很少,致使勘查工作逐步萎缩。矿山基本建设投资少,设备老化、损坏,人员多,出矿少,矿石生产成本高,企业矿山自采矿缺乏竞争力,转为收购民采矿,逐步走向“民采为主”的供矿方式,企业矿山自采比例很小,有的企业甚至完全靠收购民采矿。全面放开的民采问题突出,无序开采、无序竞争、采富弃贫、乱挖滥采越演越烈,而氧化铝企业收富拒贫便是采富弃贫、乱挖滥采的助推剂。民采的技术和装备水平低下,开采的回采率只有30-40%,致使许多矿山整体品位下降,对资源的破坏及浪费极为严重。
2.2.氧化铝产能严重过剩
2009年,我国电解铝产量达1284.6成,年需氧化铝约2569万吨,而当年我国氧化铝产能已达约3600万吨,过剩约1031万吨,如计入当年进口氧化铝514万吨,实际产能过剩达1545万吨。与全国一样,河南省氧化铝也过剩很多。2008年河南电解铝产量为324万吨,年需氧化铝约628万吨,而当年氧化铝产量达856.2万吨,产量过剩228万吨。2009年,虽受全球性经济危机的冲击,河南电解铝产量仍达317.7万吨,年需氧化铝635.4万吨,当年氧化铝产量为742.6万吨,产量过剩约107.2万吨,若与当年氧化铝产能1033.4万吨相比,则产能过剩398万吨。2010年1~3月河南电解铝产 量达89.4万,氧化铝产量达245.2万吨,由此推算2010年氧化铝产量将达980万吨,比2009年增加约237.4万吨,产量过剩可能达264.7万吨,产能过剩可能达318.2万吨。
当前,更令人担忧的是,尽管铝土矿供应处于严重危机,氧化铝产能已严重过剩,但氧化铝产能仍在继续增长。据不完全统计,2010年底前,全国新投产的氧化铝产能近720万吨,全国总产能将突破4000万吨。河南2010年至2011年上半年,新增氧化铝产能约145万吨,使总产能达到1225.4万吨,氧化铝产能过剩将进一步加剧。2.3.氧化铝生产能耗较高,节能降耗任务艰巨
按“十一五”规划的要求,氧化铝综合能耗要比“十五”末的2005年降低20%,年均降低4%,其目标值如表7所示。
表7 “十一五”河南氧化铝综合能耗降低20%(年均降4%)目标值
生产方法 计量单位 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年 烧结法 kg标煤/t-氧1201.3 1153.2 1105.2 1057.1 1009.1 961.0
化铝 GJ/t-氧化铝 kg标煤/t-氧化铝 GJ/t-氧化铝 kg标煤/t-氧化铝 GJ/t-氧化铝 混联法
35.18 936.6 27.43 600.0 17.57
33.77 899.1 26.33 576.0 16.87
32.37 861.6 25.23 552.0 16.17
30.96 824.2 24.14 528.0 15.46
29.55 28.14 786.7 749.3 23.04 21.95 504.0 480.0 14.76 14.06 拜尔法
“十一五”期间,河南各氧化铝企业,节能减排成效显著,到2009年底,重点氧化铝企业的综合能耗指标达到如下水平: 烧结法为1001.8kgce/t-AL2O3,降低16.6%,能耗低于预定的目标值7.3kgce/t-AL2O3,完成“十一五”预定目标值;
混联法为803.0kgce/t-AL2O3,降低14.3%,能耗高于“十一五”预定目标值16.3kgce/t-AL2O3;
拜尔法为508.3kgce/t-AL2O3,降低12.4%,能耗高于“十一五”预定目标值4.3kgce/t-AL2O3。
河南重点氧化铝企业中,已有三个民企的拜尔法综合能耗分别达到
429kgce/t-AL2O3、450kgce/t-AL2O3和460kgce/t-AL2O3,低于“十一五”末预定目标值。但其余氧化铝企业的综合能耗距2010年的目标值仍有一定的差距,完成“十一五”节能20%的目标仍然很艰巨。2.4.废弃物排放影响环境、资源综合利用率低 2.4.1.赤泥和尾矿排放量大
氧化铝生产主要排放物有废气、废水和固体废渣。“十一五”期间,各企业在降低废弃物排放量方面成绩显著,废气含尘量、含硫及其它有害物质基本达标排放,废水基本实现零排放。唯有固体废弃物赤泥和浮选尾矿没有合理利用。河南氧化铝产量2010年预计可达980万吨,所产生的赤泥量约1372万吨,省内已建成铝土矿选矿厂5个,年产选精矿可达300万吨,年排尾矿约128万吨。目前,赤泥及尾矿全部采用建库存放,处理赤泥的成本约为60元/t,处理尾矿的成本费约为118元/t,不仅增加企业生产成本,而且赤泥 及尾矿排放占用大量土地,污染环境,影响生态。2009年全国生产氧化铝2379.2万吨,则赤泥排放量高达约3330万吨,其影响更大。
2.4.2.资源综合利用率低
河南铝土矿中含有Ga(镓)、Rb(铷)、V(钒)、Ti(钛)等多种稀有金属元素。资料显示,铝土矿中含Ga量为0.005-0.01%,平均为0.0075%,河南氧化铝企业一年耗用铝土矿约2000万吨,随矿石进入氧化铝生产流程中的Ga就达1500吨/年,按50%的提取率计,一年可回收Ga量750吨。目前河南有四家氧化铝企业建有金属Ga生产线,产能为58吨/年,占可提取资源量的7.7%,2009年河南Ga产量为20吨,产能利用率为34.5%,镓资源利用率仍较低。其它稀有金属目前尚未开发利用,有价资源流失严重。2.5.产业和产品结构单一,未形成合理的产业链
产业和产品结构单一的氧化铝企业,抗拒市场风险的能力极弱。氧化铝产业是一个资源依赖性产业,一旦上游产业供给原料出问题,企业将面临减产或停产的危机。而当产品过剩滞销,又不得不降价销售,导致利润下滑,产品若长期过剩,最终也不得不减产或停产。河南乃至全国众多氧化铝企业,当前都面临这两个方面的严重危机,在很大程度上,与没有建立适宜的产业链密切相关。
世界上最大的铝业公司—美国铝业公司,不仅具有“铝 土矿—氧化铝(含冶金和化学品级)—煤—电—电解铝(含碳素)—铝加工—再生铝合金”等完整的铝产业链,而且还有包装、运输、航空、汽车、建筑、工业产品等多元化产业和产品。最值得我国氧化铝企业借鉴的是,美铝公司氧化铝产量全球第一,而美国本土不产铝土矿,美铝公司目前在全球拥有40多亿吨铝土矿资源,其储量可供该公司使用100年以上,可见美铝公司在铝土矿资源获取方面极具前瞻性。国内山东省的民企南山铝业集团,也形成了“电力—铝土矿—氧化铝—电解铝—碳素—铝材加工”较完整产业链。我省重点氧化铝企业,大多数未能和铝土矿及电解铝组成产业链,少数企业虽有铝土矿矿山,但自采比例很小,多数企业100%靠社会采购矿石维持生产,资源供给可靠度难保。
河南氧化铝产能和产量虽大,但产品单一,基本全为冶金级产品。2008年,化学品氧化铝产量为24.15万吨,占氧化铝总产量的2.8%,目前国内化学品氧化铝占氧化铝总产量约5.0%,而全球比例为8~10%。目前,中铝山东分公司化学品氧化铝产能约60万吨/年,在全球性经济危机期间,企业靠扩大高附加值化学品氧化铝的产量而获利,有效地提高了企业经济效益。
3.河南省氧化铝工业“十二五”发展对策
3.1.严格控制氧化铝产能增长,确保氧化铝产业科学发展
在氧化铝产能严重过剩和铝土矿供应十分短缺的双重 压力下,当前最紧迫的任务之一,就是要抑制氧化铝产能的增长,让氧化铝的总体规模与铝土矿资源供应量相适应。我省氧化铝的产能和产量保持目前的水平,即产能1000万吨/年左右,实际产量950万吨/年左右即可。有条件的情况下,应再压缩100万吨,实际产量控制在850万吨/年左右为更好。为此,应采取控制和压缩产能的有效措施。
⑴、在铝土矿资源没有新的发掘和补充的情况下,供矿危机没有得到根本扭转之前,若干年内不批准新建、扩建氧化铝项目。
⑵、政府要通过严格的土地和能源供应、项目贷款、环保审查等多种审批手段,封杀违规新建、扩建氧化铝项目或变相的氧化铝项目。
⑶、对不符合国家产业政策的小型氧化铝厂,进行调整、合并或重组,使其形成规模效益。淘汰高能耗的氧化铝产能。
⑷、政府应出台相关政策,引导、鼓励和支持氧化铝企业,在优化技术经济指标、节能、降耗、降本、提高效益方面下功夫,把氧化铝产业做好做强,而不是盲目追求做大。3.2.合理开发利用铝土矿资源,满足氧化铝供矿需求 3.2.1.加大铝土矿资源的勘查力度,增加资源储量
要改变资源勘查落后于氧化铝工业对铝土矿需求的状况,迅速扭转只顾开采而不进行勘查的做法。采取国家投资,企业投资或联合投资的方式,增加勘查工作的投入,加大勘 查力度,提高上表资源量,并将潜在资源转化为可采资源,增加铝土矿的储量。铝土矿勘查、开采应以市场运作为主,政府宏观调控为辅,通过资源商业化的渠道,大力鼓励企业及社会资金进入勘查、开采领域。鼓励氧化铝企业与已设矿权的煤碳企业联合进行煤层下铝土矿资源的勘查和开采工作,实施煤、铝联采,开辟铝土矿供应的新渠道。3.2.2.强化资源管理,统筹资源配臵
各级政府的资源管理部门,要按照政策法规,对铝土矿资源实行统一管理。严格新设铝土矿企业的准入条件,未经主管部门批准,任何单位和个人不得私自采矿,杜绝无证开采。对现已探明或开采的铝土矿山要实行保护性开采,要提高开采回采率,严禁乱挖滥采、采富弃贫、破坏浪费资源的违法开采行为。要合理控制开采规模,保持适度的资源储备,延长铝土矿供给的保障年限。
政府主管部门要对铝土矿资源统一规划,合理配臵。兼顾氧化铝、耐火材料、陶瓷、水泥等行业的用矿需求,公正合理地配臵资源。对不适于国企或民企开采的小型矿点,可由政府部门统一规划民采,作为耐火材料、水泥等行业的用矿,政府规划由企业规模化开采的大、中型矿区,坚决禁止个体民采进入。
3.2.3.提高企业自采能力,扩大自身供矿比例。
尽快恢复并扩大企业自有矿山的自采能力,提高自供矿 比例。企业必须加强矿山管理,增加投入,完善、更新采矿设备,采用先进开采技术与装备,提高开采水平和回采率,增加产出率,降低采矿成本。氧化铝企业的矿山,不允许将采矿权层层承包给个体开采。政府应出台配套政策和措施,以保障企业自采权益的落实。要逐步提高自采比例,“十二五”期间,企业矿山的自采比例力争达到70%以上。3.2.4.加大对矿山生产经营的监管力度
加大矿山的整治力度,根除监管缺位、矿山建设滞后、回采率低、氧化铝厂收富拒贫的顽疾。加快资源勘查和矿山建设的进度,坚决纠正委托开采、以采代探、以包代管和采富弃贫的违规行为,严肃查处倒卖国家资源的违法行为。3.2.5.开发利用国外铝土矿资源
全球铝土矿资源极为丰富,截止2008年,全球铝土矿总资源量约650亿吨,基础储量约333亿吨、储量约268亿吨,分别约为我国总资源量、基础储量和储量的24倍、41.6倍和45.1倍;世界人均占有储量约4950kg,约为我国人均占有储量的10.8倍;世界铝土矿保障年限约150年,我国仅为13年左右,而河南省只有7年左右。
目前,全球生产氧化铝的27个国家中,铝土矿需要进口的国家就有10个,有资料显示,2005年全球25个铝土矿生产国中,有8个国家尚无氧化铝工业,铝土矿全部需要出口。国外铝土矿90%以上是三水铝石,属高铝、低硅、高铁、易磨易溶的优质铝土矿。最适宜采用流程简单、经济、节能的拜尔法工艺生产氧化铝。其生产碱耗低、能耗低,并有利于生产砂状氧化铝。因此,在我国铝土矿供应严重不足的情况下,开发利用国外铝土矿资源已成必由之路。
开发利用国外铝土矿资源可采取多种方式,一是进口国外三水铝石,在国内用低温拜尔法工艺或“后加矿增浓溶出”技术生产氧化铝;二是中国企业购买国外铝土矿开采权,矿石供给国内用;三是中国企业走出去,在资源、能源供给条件好的国家兴建氧化铝厂,其产品供给国内使用或出口其他国家。无论是开采铝土矿,或是建设氧化铝厂,既可以中国企业独自方式,也可与对方合资。在进口国外矿石时,要防止国内企业多头对外竞购,以避免不合理的涨价。中国氧化铝企业,应在国家有关部门协调下,联合起来,统一对外,适度有序地进口国外铝土矿。
3.3.推广铝土矿选矿工艺技术,提高低品位矿石利用率
我国铝土矿总资源储量约27亿吨,大部分为中低品位的矿石,A/S<7的矿石约占67%。河南重点氧化铝企业拥有铝土矿资源储量约3.86亿吨,其矿石A/S平均约为5.54,当前实际用矿A/S约5.0~5.5,有时低至4.0以下,超越了拜尔法要求品位的极限,给安全生产带来了严重威胁。
中低品位铝土矿不适宜采用拜尔法工艺,若采用正浮选 技术,获得的精矿A/S比原矿A/S提高1倍,Al2O3含量可提高5个百分点,便能直接用于拜尔法生产。显然,采用铝土矿选矿技术,可以极大地提高我国低品位铝土矿资源的利用率,缓解铝土矿供应危机的严重局面。
河南氧化铝企业已建成投产5个铝土矿选矿厂,其选精矿年产能约300万吨,占矿石总用量的14%左右,目前选矿产能实际利用率只有47%左右。因此,“十二五”期间,应大力推广应用铝土矿选矿技术,力争A/S<5的矿石,全部采用选矿拜尔法工艺。
推广铝土矿正浮选技术,要进一步创新选矿技术与设备,优化选矿技术经济指标,重点是降低选矿成本;要继续研发铝土矿反浮选技术,并尽快实施产业化;要对含铁含硫高的铝土矿选矿技术开展攻关,实现其在工业化生产中应用。3.4.着力节能碱排,开展资源综合利用 3.4.1.进一步降低氧化铝生产能耗
氧化铝工业不仅是一个资源依赖性产业,又是一个能源消耗较高的产业。而我国既是铝土矿资源短缺,又是能源供应严重不足的国家,因此解决资源的同时,必须抓好氧化铝节能工作。
要力争“十二五”末,河南氧化铝综合能耗比“十一五”末降低20%,即由2009年末的582.1kgce/t-AL2O3,降到465.7kgce/t-AL2O3。其中:拜尔法综合能耗降低20%,由 508.3kgce/t-AL2O3,降至406.6kgce/t-AL2O3;混联法综合能耗降低15%,由803.0kgce/t-AL2O3,降至682.6kgce/t-AL2O3;烧结法综合能耗降低15%,由1001.8kgce/t-AL2O3,降至851.5kgce/t-AL2O3。目前,河南氧化铝产量中拜尔法产量已占到93%左右,因此,氧化铝节能的重点是降低拜尔法综合能耗。
国内拜尔法综合能耗最先进的指标为中铝广西分公司,2008年达到361.1kgce/t-AL2O3,由于河南氧化铝企业同期的用矿铝硅比要低于广西分公司约6.5个百分点,由此综合能耗要升高约28kgce/t-AL2O3,即在A/S相同条件下,河南氧化铝综合能耗达到国内最先进指标应为389.1kgce/t-AL2O3。2009年河南重点氧化铝企业拜法综合能耗平均值为508.3kgce/t-AL2O3,按降低20%计,2015年末应达到406.6kgce/t-AL2O3,仍比2009年应达先进指标高出17.5kgce/t-AL2O3,而目前国外拜尔法综合能耗最先进的指标为8.0GJ/t-AL2O3(273.15kgce/t-AL2O3),可见,“十二五”氧化铝综合能耗降低20%的目标是完全能够实现的。
为了实现 “十二五”节能目标,各氧化铝企业必须采取有效的节能措施。一是尽可能提高矿石A/S,以便于采用低能耗的拜尔法生产工艺;二是充分利用国外三水铝石矿,实施低温拜尔法溶出或“后加矿增浓”溶出技术;三是淘汰高能耗的烧结法工艺;四是推广应用先进的节能技术,回收 利用生产过程中的各种余热,;五是采用大型、自动化程度高、高效节能的装备;六是加强节能降耗工作的领导与管理,制定企业节能目标,采取有效的节能对策和措施。3.4.2.固体废弃物再生利用,减少废渣排放量
开展赤泥尾矿的综合利用,是企业节能减排,缓解资源短缺、治理污染、改善生态环境,提高经济效益,发展循环经济的重要战略之一。
大量的研发技术和研制产品证明,赤泥和尾矿是非常有价值的再生资源,可以用其制备路基材料、CBC复合材料、建筑用砖、仿石材料、建筑胶凝材料、水泥、混凝土掺合剂、赤泥硅肥、脱硫剂、炼钢炼铁预处理精炼剂、选铁等,赤泥中还含有镓、铷、钒、钛、钪等多种稀有金属元素。
“十二五”期间,氧化铝企业的赤泥利用率要力争达到20%以上;浮选尾矿利用率要达到50%以上;工业废水全部回收利用,实现零排放;废气中SO2达标排放。
推进赤泥尾矿的综合利用,要有强有力的配套政策和措施。一是提高对赤泥尾矿综合利用重要性的认识,将此项工作放在重要的位臵上来;二是加大赤泥尾矿应用的研发,增加投入,组织科技力量对疑难问题进行攻关,建立科技支撑体系,建立高效和大规模推广应用的保障体制,建立综合利用的示范基地;三是制定和完善综合利用标准体系,制定赤泥尾矿产品的行业标准和国家标准,提高产品的市场认可度 和竞争力;四是出台优惠的政策和措施,鼓励和扶持赤泥尾矿利用项目的实施,扩大赤泥尾矿产品优惠税收政策的范围,提高优惠比例。3.4.3.回收稀有金属
金属镓属于稀散金属,是半导体的重要原料,至今尚未发现独立的用于提炼金属镓的矿床,目前世界上约90%金属镓是由氧化铝生产过程中提取的。
由氧化铝生产中提取金属镓,技术成熟而先进,建议在市场有需求的情况下,应新建镓生产线,并扩大已有生产线金属镓产量,提高市场占有率,减少镓资源的流失,同时,要开发高纯镓及镓化合物等深精加工产品,提高产品附加值。
3.5.调整产业和产品结构,建立完善产业链
氧化铝企业要改变产业单一和产品单一的局面,向上游和下游的产业延伸,建立以铝为主线的、长度不同的产业链。即“铝土矿—氧化铝—电解铝”的短链或“煤—电—铝土矿—氧化铝—电解铝—铝加工—再生铝”的长链,形成多元化经营的企业集团,集团内的各产业规模合理匹配、优势互补、协调发展,降低对外部条件的依存度。
氧化铝企业组建产业链可采取多种方式:
⑴、向上游铝土矿产业延伸:实力雄厚、资金充足的氧化铝企业,可以投资铝土矿勘查、购买矿山开采权,并建设 自有矿山;以参股、控股等方式,与现有矿山企业组建股份有限公司或全部买断矿山企业;向国外铝土矿资源丰富的地区投资购买矿权,或联合建设矿山或氧化铝厂;
⑵、向下游产业延伸:由于国内电解铝产能过剩,不可直接投资建电解铝厂,氧化铝企业可与现有的煤、电、电解铝联合企业或单一电解铝企业,以股份制的方式合资经营;氧化铝企业可通过产业重组,出资兼并、购买或租赁电解铝企业,反之亦然;以产品为纽带,通过长期合同方式,将氧化铝价格与电解铝价格挂钩,建立氧化铝和电解铝企业长期供货关系,做到利益共享,风险共担。
⑶、政府主管部门,应根据国家产业政策,对企业间互相参股,合资、合作经营、并购、租赁和组建产业集团等工作,进行宏观指导和协调。
氧化铝企业不应只生产单一的冶金氧化铝,要实施产品多元化的战略,以规避市场风险,提高竞争力,发展化学品氧化铝是实施这一战略的有效途径。化学品氧化铝生产线,应当从氧化铝主流程中进行嫁接,这是流程最短、最经济的首选方案。企业要根据市场需求,结合自身生产工艺的特点和优势,开发附加值高,市场前景好的产品。要重视新产品的研发,建立产品研发试验工厂与推广应用示范基地,做到研发一批、生产一批、储备一批。要从易到难,从小到大地滚动发展,切忌贪大求全。通过各氧化铝企业的共同努力,力争到“十二五”末,使我省化学品氧化铝的产量占氧化铝总产量的比例,由“十一五”末的2.8%左右上升到5%以上。
参考文献: