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高铝粉煤灰提取氧化铝及煤炭综合利用

一、 我国铝工业“十二五”规划情况
为加快转变铝工业发展方式，引导铝工业健康持续发展，2012年1月30日工业和信息化部发布了《铝工业十二五发展专项规划》。
2010年我国氧化铝、电解铝、再生铝、铝加工材产量分别为2894万吨、1577万吨、400万吨和2026万吨，分别占全球的35.9%、39.9%、18%和30.4%，除再生铝仅次于美国居第二位外，均居全球第一位，具备了向铝工业强国转变的产业基础。
同时，铝业也存在以下主要问题，一是电解铝产能过剩，2010国内电解铝开工率只有70%。二是节能减排任务艰巨，赤泥综合利用水平不高。三是高精尖铝材技术创新能力不足，难以满足高端装备制造业的需要。四是布局不合理，煤(水)电铝一体化比例低，竞争能力弱。
“十二五”时期，铝工业既面临着发展机遇和新的挑战。一方面，我国城镇化和工业化持续推进，为铝工业发展提供了较大市场空间。煤电铝加工产业一体化，为铝工业发展增添了新的活力。另一方面，能源、资源和生态环境的制约因素日趋强化，迫切要求铝工业加快转型升级。“十二五”期间我国铝需求仍将保持稳定增长，但随着再生铝产量的增加，电解铝需求增速将会逐步放缓。预计到2015年我国电解铝消费量将达到2400万吨左右，年均增长约8.6%，电解铝产量2400万吨左右，年均增长8.8%。
二、我国铝土矿资源储备
铝土矿是生产金属铝的最佳原料，也是最主要的应用领域，其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。我国是铝土矿资源短缺的国家，铝土矿资源量21亿吨，基础储量仅7.4亿吨，储量仅为世界人均水平的1/9，主要分布于山西、河南、贵州、广西等地，其生产工艺复杂、工艺能耗及生产成本较高。随着我国国民经济的快速发展，铝土矿资源日益贫化，铝土矿基础储量仅能供国内氧化铝生产5.7年，缺口量越来越大，进口需求逐年升高，2012年已达3961.1万吨，对外依存度高达61.5%，其中近80%来自印度尼西亚。由于我国铝土矿进口量大，造成世界铝土矿价格大幅度上涨，且矿石品位的波动较大，矿石资源不足的问题严重制约了我国氧化铝工业的发展。2012年5月，印度尼西亚宣布2014年全面禁止包括铝土矿在内的14种矿产出口，更加重了对我国氧化铝行业的冲击，寻找可替代的非铝土矿资源生产氧化铝，缓解国内铝土矿资源不足，促进我国铝工业健康发展成为刻不容缓的国家战略。
三、铝土矿替代资源—高铝粉煤灰利用及政策情况
高铝粉煤灰生产氧化铝，可改变我国铝土矿严重依赖进口的局面。氧化铝含量在45%以上的煤炭资源主要分布在内蒙古中部准格尔煤田。该区域煤炭资源丰富，在1365km2的范围内拥有267×108 t煤炭地质储量，其中伴生有丰富的铝、镓等有色金属。粉煤灰中氧化铝含量通常在40%以上，镓含量33g/t粉煤灰，是提取氧化铝和金属镓的潜在资源目前这些地区煤炭产量达到2亿多吨，由于大部分运往区外分散使用，致使氧化铝无法回收利用而白白浪费，还造成了严重环境污染。因此集中利用粉煤灰资源提取氧化铝及其他副产品，变废为宝，是解决我国铝土矿依赖进口及粉煤灰污染环境的最有效途径。
我国主要政策支持是2011年国家发改委出台的《关于加强高铝粉煤灰资源开发利用指导意见》（发改办产业〔2011〕310号）。其针对西部地区的特色资源，明确支持“利用高铝粉煤灰提取氧化铝等产品，并进一步深加工，提高产品附加值，形成高铝煤炭—电力—氧化铝—铝深加工—建材的产业链。”
目前内蒙古实施的粉煤灰提取氧化铝示范项目有两个，分别为大唐国际再生资源公司20万吨氧化铝示范项目和内蒙古蒙西高新技术集团有限公司利用粉煤灰年产40万吨氧化铝项目。其中，大唐国际20万吨氧化铝示范项目已建成投产示范生产线，现已实现安全稳定连续运行。蒙西集团粉煤灰提取氧化铝项目熟料烧结工序第一条生产线全部建成，正在进行联动试车。内蒙古正在实施的粉煤灰提取氧化铝中试生产线项目共有4个，包括神华准格尔4000吨中试生产线，规模总计年产氧化铝1.7万吨、氯化铝0.5万吨。
四、神华准格尔矿区煤炭伴生资源循环经济产业项目
神华集团在内蒙古准格尔矿区拥有丰富的高铝富镓煤炭资源，自主研发了 “一步酸溶法”提取氧化铝技术，拟规划建设大型煤炭伴生资源循环经济产业基地，其特点是适用于粉煤灰及低品位以上铝土矿、固废减量化、工艺流程短、生产成本低，可形成循环经济产业链。基本情况和进展见附件。
主要流程是神华集团生产的煤炭送当地电厂发电，电厂产生的粉煤灰工业废渣用于提取氧化铝，同时将企业生产的电力和氧化铝用于电解铝生产，电解铝经深加工制成各种铝制品，形成一个从煤到铝加工的完整产业链，而氧化铝厂产生的白泥渣送硅产品车间制成各种化工产品或建筑材料，煤炭中的稀有金属镓在提取氧化铝的同时进行综合回收，项目可将产出的煤炭吃干榨净，达到煤炭资源充分综合利用，可大大增强企业的发展后劲和提高经济效益。
2012年和2013年神华集团委托中咨公司对上述粉煤灰提取氧化铝项目和煤炭伴生资源循环经济项目进行了可行性评估，结论评价基本可行，在项目的定位、规模、技术可行性等方面可以深入的研究探讨。
五、煤制气综合利用情况
天然气是一种优质、高效、清洁、方便储运的低碳能源。2011年天然气占一次能源消费比重世界平均水平为23.8%，中国仅有5%左右，提升占比是我国未来发展的必然趋势。由于国内产能增速不能满足消耗增速，中国天然气市场面临越来越严重的供需失衡，2012年中国进口天然气达408亿立方米，进口依赖度达28.2%。从国家能源安全战略出发，缺口完全依赖进口将导致中国能源安全面临巨大的不确定性，发展煤制天然气是最为现实的途径之一。根据能源发展“十二五”规划和天然气“十二五”发展规划，“十二五”期间，预计年均新增天然气消费量超过200亿立方米，到2015年天然气消费将达到2300亿立方米，其中国内天然气供应达到1760亿立方米（煤制天然气约为150亿-180亿立方米）。
目前煤制天然气项目由于单位产品投资低、技术流程短、能效较高、技术成熟等成为实业资本最青睐的领域。煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，通过甲烷化反应生产天然气的工艺在技术上是成熟的。在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。