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技術進展
準能集團“變廢為寶”創新技術舉世矚目
作者:CCIIN 來源:準能集團 瀏覽次數:615次 更新時間:2019-07-01

       氧化鋁35億噸、稀有金屬鎵59.5萬噸、鋰203萬噸……

       這是準能集團科技創新項目——粉煤灰鹽酸法鋁鎵協同提取關鍵技術“變廢為寶”,從準格爾煤炭燃燒后的粉煤灰中“變”出來的珍貴物資。

       我國西北大型煤電基地擁有豐富的高鋁、富鎵、富鋰煤炭資源,其中僅內蒙古準格爾煤田已探明煤炭儲量267億噸。經過科學測算,準格爾煤田煤炭若全部燃燒可將產生約70億噸粉煤灰,按照每噸粉煤灰約含氧化鋁0.5噸、鎵85克、鋰290克計算,預計可提取出氧化鋁35億噸、稀有金屬鎵59.5萬噸、鋰203萬噸。

       鎵和鋰作為國民經濟重要資源,價值遠超煤炭本身。如不能有效利用,會造成極大的資源浪費和環境壓力。

       其中鎵廣泛應用與光電子工業和微波通信工業,有“電子工業脊梁”的美譽。

       鋰主要用于原子反應堆、制輕合金及電池等,我們常見的鋰電池就是用它制作的產品。

       鎵的化合物是優質的半導體材料,主要用于制造微波通訊與微波集成、紅外光學與紅外探測器件、集成電路、發光二極管等。隨著鎵下游應用行業的快速發展,尤其是半導體行業和太陽能電池行業,金屬鎵需求也將穩步增長。

       因鎵在其它金屬礦床中的含量極低,所以鎵的提取非常困難,目前全球年產量不足300噸,如果這種狀況不能得到改善,未來20-30年,金屬鎵將會出現嚴重短缺。

       鋰在地殼中的自然儲量為1100萬噸,但可開采儲量僅為410萬噸。2004年世界鋰開采量為20200噸,我國開采量為2630噸。

       如采用準能集團粉煤灰鹽酸法鋁鎵協同提取關鍵技術,將準格爾煤田所含的203萬噸全部鋰提取出來的話,其儲量是全球2004年鋰產量的100倍。

       在環境保護與煤炭資源的清潔利用兩大重任面前,準能集團真抓實干,充分發揮準格爾煤田“高鋁、富鎵”煤資源優勢,遵循“減量化、再利用、資源化”的原則,經過十幾年科技攻關,成功研發粉煤灰鹽酸法鋁鎵協同提取關鍵技術,建設氧化鋁循環經濟產業項目,打造“煤-煤矸石發電-粉煤灰提取氧化鋁-電解鋁-鋁型材、鎵、硅等系列產品”一體化循環經濟產業鏈。

       準能集團粉煤灰鹽酸法鋁鎵協同提取關鍵技術,通過對煤中伴生的鋁、鎵等資源進行多元、梯級與高附加值利用,將一個產業的排棄物轉化為另一個產業的原料,既減少粉煤灰大量堆積導致的環境污染問題,也實現了煤炭資源的“吃干榨盡”,是對礦產資源的一種綜合利用,更是循環經濟、節能減排方面的一次革命,是準能實現可持續性發展的重要技術創新與產業變革。

       該技術針對準格爾礦區煤炭資源特性,研究了其伴生資源分布賦存規律及粉煤灰中有價元素分布賦存與遷移轉化規律,粉煤灰中有價元素在酸性體系中的溶出機制,開發了粉煤灰中有價元素高效溶出技術。同時,該技術還針對高酸度、高鹽度、多種電荷離子共存、離子狀態多變的復雜溶出體系,開發了鋁、鎵與雜質離子高效分離技術。

       準能集團通過科研攻關首次系統研制并集成了耐高溫防腐耐磨工業化關鍵設備,在國內外率先實現了粉煤灰鹽酸法協同提取有價元素高值化利用的工業化應用。并針對粉煤灰酸法提取有價元素產生的煙氣和無組織飄逸酸氣,借鑒氯堿行業相關技術研發出高效治理和循環利用等多項技術。

       目前該技術已獲PCT(國際發明專利)4件,國家專利132件,其中發明專利81件;發表論文110篇,出版專著1部。

       國內知名專家認為:該工藝技術達到了國際領先水平,開創了粉煤灰減量化高效綜合利用之先河,是獲取冶金材料方面的重大技術突破。具有酸可循環利用、流程短、成本低、技術條件寬泛、易于實現工業化、環保等優點。

       該成果已推廣至準格爾礦區30萬噸/年高鋁粉煤灰綜合利用工業化示范項目,預測年利潤1.6億元。成果的廣泛推廣將極大提高煤炭及其共伴生資源的利用率和價值,降低環境污染,推進我國煤電能源產業的升級轉型,解決我國鋁土礦資源不足的戰略安全問題。 

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