煤矸石提取氧化鋁的生態(tài)化利用技術項目投資建議書

煤矸石提取氧化鋁的生態(tài)化利用技術1、項目提要本課題緊密結合寧夏社會經(jīng)濟發(fā)展的主體目標，為自治區(qū)黨委和政府提出的“生態(tài)環(huán)境改善與持續(xù)發(fā)展的‘雙贏’目標”提供科技支撐。項目的關鍵創(chuàng)新集成技術可直接服務于寧夏新材料工業(yè)基地的發(fā)展、寧夏煤化工基地的發(fā)展以及保護生態(tài)環(huán)境發(fā)展循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟；可為我區(qū)鋁加工業(yè)培育原料基地。其煤矸石生態(tài)化利用系統(tǒng)技術、模式和經(jīng)驗，具有廣泛的針對性、先進性和適用性。最后，該技術模式、經(jīng)驗對我國及其它國家類似地區(qū)的生態(tài)綜合治理和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展也具有參考和借鑒價值。本項目旨在通過產學研的協(xié)作攻關，以寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關鍵配套技術集成創(chuàng)新與示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結合為目標，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護生態(tài)和創(chuàng)新產業(yè)鏈為指導思想，通過擴試或中試主攻煤矸石資源深度開發(fā)與利用關鍵配套技術（循環(huán)經(jīng)濟模式設計）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產業(yè)化開發(fā)與利用配套技術，從而為寧夏乃至中國類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關鍵配套技術與示范樣板。在已經(jīng)完成的實驗室研究工作的基礎上，通過系統(tǒng)集成與創(chuàng)新，中試檢驗2種具有自主知識產權的技術工藝路線：①針對含碳量高的洗煤矸石，完成酸溶提取法中試②針對煤系高嶺巖，完成低溫鹽熔提取法中試二、項目的意義和必要性（含技術突破對行業(yè)技術進步的重要意義和作用等），國內外現(xiàn)狀和技術發(fā)展趨勢，市場需求分析項目的意義和必要性（1）對區(qū)域礦產資源的可持續(xù)開發(fā)利用以及對對區(qū)域生態(tài)環(huán)境的改善、保護具有重大意義。當今中國面臨的能源短缺與環(huán)境危機，無一不是國民經(jīng)濟線形增長的副產物。能源資源的科學開發(fā)已成為全球關注的熱點之一。煤炭工業(yè)一直是我國的基礎性、支柱性產業(yè)，但是由于歷史的原因，重開采，輕綜合利用等使老煤炭礦區(qū)面臨著諸多嚴峻問題。煤矸石產量占采煤量的10%左右，其中氧化鋁的含量在18%-40%區(qū)間變化（屬特殊結構和組成的低品位鋁土礦），其產量巨大大，利用率低，而且即使利用也是在建材、發(fā)電等傳統(tǒng)領域，且是非循環(huán)經(jīng)濟的利用模式依然占主導地位。這一問題已引起我國政府的高度重視。進入新世紀，我國鋁業(yè)原料供應矛盾十分突出。我國氧化鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展和我國鋁土礦資源有限的保證程度已形成鮮明的對比2004年，電解氧化鋁缺口達650萬噸。隨著氧化鋁工業(yè)和其他需用鋁土礦工業(yè)的快速發(fā)展,鋁土礦資源,特別是優(yōu)質資源的短缺,已充分顯現(xiàn)出來。按目前的生產需求估算,我國每年需消耗的鋁土礦多達1000多萬ｔ,其中大多是優(yōu)質礦或次優(yōu)質礦。具專家分析，傳統(tǒng)鋁土礦的資源保證程度不足10年。目前優(yōu)質鋁土礦供需矛盾十分突出,礦山均不同程度出現(xiàn)了貧化趨勢,特別是河南等地的高鋁礦已瀕臨枯渴,眾多用戶爭先采購有限的優(yōu)質資源，導致鋁土礦原料價格大幅度上揚。目前進口的優(yōu)質鋁土礦（氧化鋁含量70%）價格在350美圓/噸左右。因此,開發(fā)應用煤矸石這一大量的類低品位鋁土礦提取氧化鋁資源的高效低耗新技術顯得特別重要和迫切。本課題通過深入研究老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關鍵配套技術集成創(chuàng)新與示范，可以確立區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的新型技術路線，煤基資源深度和循環(huán)可持續(xù)利用的產業(yè)鏈，這對于保護生態(tài)環(huán)境，促進發(fā)展經(jīng)濟和走新型工業(yè)化道路，均有十分深遠而重要的意義。本項目所研究的技術對西部老煤炭工業(yè)區(qū)和少數(shù)民族地區(qū)經(jīng)濟和社會的繁榮與穩(wěn)定具有重要意義，可為中央和地方政府決心實施循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟的戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)做出貢獻。（2）本項目產業(yè)關聯(lián)性強，發(fā)揮科技在循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟建設中的作用意義重大。本課題開發(fā)的高效利用煤炭基資源中的化學元素技術，還可以將正在興起的無機功能材料技術成果或開發(fā)示范模式進行有效組裝和集成，特別是借鑒科技發(fā)達國家資源開發(fā)利用方面的先進模式，配合國家即將在西部實施的在煤炭、高載能、建材等重點領域進行循環(huán)經(jīng)濟試點的措施，以及寧夏重大科技攻關項目的實施，選擇我區(qū)具有典型代表性的煤炭老工業(yè)區(qū)——寧夏北部地區(qū)石嘴山市，以老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關鍵技術創(chuàng)新為核心，將試驗示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結合為目標，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護生態(tài)和創(chuàng)新產業(yè)鏈為指導思想，主攻煤矸石資源深度開發(fā)與利用關鍵配套技術（循環(huán)經(jīng)濟模式設計）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產業(yè)化開發(fā)與利用配套技術，從而為寧夏乃至中國類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關鍵配套技術與示范樣板。（3）對推進實施我區(qū)乃至乃我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義進入新世紀，國家發(fā)展改革委力推循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展。據(jù)介紹，為了從根本上緩解我國經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的資源約束矛盾和環(huán)境壓力，國家發(fā)展改革委2004年8月提出，從推進節(jié)約降耗、推行清潔生產、開展資源綜合利用、發(fā)展環(huán)保產業(yè)等四個方面加快推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，并提出了八項措施。國家發(fā)改委將加強對循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的宏觀指導，會同有關部門研究制定《關于加快推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的指導意見》，將循環(huán)經(jīng)濟的理念貫穿到“十一五”規(guī)劃的編制工作中。為加快推動循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展，國家發(fā)改委將組織試點，擬選擇冶金、有色、煤炭、電力、化工、建材等重點行業(yè)；而本項目正是國家支持的資源化重點領域。其中煤炭行業(yè)資源綜合利用成為關注的重點領域之一。煤炭行業(yè)生產中產生的固體廢棄物資源化、產業(yè)化是推進循環(huán)經(jīng)濟的重點領域；也是我國資源型城市可持續(xù)發(fā)展的必然要求。因此，煤矸石提取氧化鋁、氧化硅的生態(tài)化利用技術開發(fā)研究對于推動我國循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展具有十分重要的意義。（4）對于寧夏鋁業(yè)發(fā)展有重要意義。寧夏電解鋁業(yè)業(yè)是寧夏的支柱產業(yè)之一，近年來其發(fā)展勢頭迅猛，僅青鋁公司“十一五”規(guī)模達100萬噸，目前產能為40萬噸左右，需氧化鋁約80萬噸。鋁業(yè)是資源轉化型為基礎的資源依賴型產業(yè)。該產業(yè)所需的主要工業(yè)原料之一氧化鋁近年來出現(xiàn)了供需緊張的局面，價格持續(xù)上漲并且在4000元/噸左右堅挺。這不僅增加了企業(yè)成本，而且對企業(yè)的發(fā)展帶來了風險。寧夏是我國重要煤炭基地，煤矸石資源累計過億噸，綜合利用的程度低且成為危害環(huán)境的固體廢物，其潛在的工業(yè)價值未被加以利用，因此開展該課題研究已經(jīng)刻不容環(huán)。（5）對于帶動相關材料產業(yè)的發(fā)展有重要意義寧夏正在實施以資源轉換為特征的新型工業(yè)化道路。寧夏的材料業(yè)整體上并不發(fā)達，產品結構單調，產業(yè)群的特色優(yōu)勢不明顯。如區(qū)內對氧化鋁的需求很大，但是幾乎沒有相應的生產企業(yè)，隨著我區(qū)材料產業(yè)的聚集和發(fā)展，培育和發(fā)展產業(yè)群成為現(xiàn)代材料業(yè)及化學工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，因此選擇特色產業(yè)帶動具有重要作用。無機鋁鹽、硅酸鹽是用途十分廣闊的化工原材料。以其進行二次或多次加工形成的粉體材料如多品種的氧化鋁、氧化硅等在石油、化工、輕工、塑料與橡膠、造紙、涂料等行業(yè)與領域中用途極廣，市場需求大，成為高成長性產業(yè)，其涉及的生產技術也呈現(xiàn)出向原料多元化、技術系統(tǒng)化、產品系列化的方向發(fā)展。本課題研究是緊緊圍繞提高區(qū)域資源轉化的循環(huán)經(jīng)濟能力為核心，以提高產業(yè)發(fā)展的綜合效益為目標，以科技攻關解決循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中的技術難點為突破口，開發(fā)先進的綠色化學工藝過程為基礎，為寧夏北部老工業(yè)區(qū)環(huán)境治理及產業(yè)跨越式發(fā)展提供強有力的科技支撐，推動循環(huán)經(jīng)濟在新世紀持續(xù)快速發(fā)展。從區(qū)域優(yōu)勢礦產資源的綜合利用、梯度合理開發(fā)產業(yè)關鍵技術為一條主線，按照循環(huán)經(jīng)濟的3A原則進行試驗與示范相結合，為區(qū)域煤基資源產業(yè)結構與功能的合理構建，為調整和優(yōu)化工業(yè)產品結構、能源資源利用結構，建立新的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)和產業(yè)經(jīng)營機制，形成具有廣闊發(fā)展前景的特色工業(yè)生態(tài)技術體系和資源優(yōu)勢產業(yè)提供科技支撐。（6）對于老礦區(qū)產業(yè)可持續(xù)發(fā)展有重要意義我區(qū)的煤炭老礦區(qū)，存在的主要問題是：以煤炭為資源利用的產業(yè)結構性嚴重失調優(yōu)質煤資源的利用多處于初級階段；而采煤生產出的煤矸石堆積如山還導致了生態(tài)環(huán)境惡化；即使利用煤矸石，也是傳統(tǒng)的發(fā)電、制磚等領域，對煤矸石資源化利用的規(guī)模、檔次、水平和效率總體上還十分低下；高新科技開發(fā)與應用的力度不夠，總體上還處于比較粗放的產業(yè)發(fā)展模式中?；だ妹喉肥呐涮钻P鍵技術體系尚是空白；雖然我國的一些區(qū)域性煤炭固體廢棄物試驗和針對性研究對區(qū)域資源利用有參考價值，但長期以來由于缺乏對科技攻關的有利支持，缺少與產業(yè)的關聯(lián)分析和綜合集成，缺乏大規(guī)模推廣的機制和可行性，造成技術開發(fā)的實用性、針對性差。要使寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)生態(tài)環(huán)境問題得以控制，并向優(yōu)化方向發(fā)展，必須進行大范圍、大強度的以創(chuàng)新集成為基礎的、以資源合理利用關鍵配套技術為重點的生態(tài)工業(yè)建設工作。這就促使我們必須緊緊圍繞提高區(qū)域資源轉化的循環(huán)經(jīng)濟能力為核心，以提高產業(yè)發(fā)展的綜合效益為目標，堅持科學的發(fā)展觀，以科技創(chuàng)新為動力，以科技攻關解決循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展中的技術難點為突破口，以大力推廣適用技術、創(chuàng)新集成先進技術，提高科技貢獻率為主體內容，以開發(fā)先進的綠色化學工藝過程為基礎，為寧夏北部老工業(yè)區(qū)環(huán)境治理及產業(yè)跨越式發(fā)展提供強有力的科技支撐，推動循環(huán)經(jīng)濟在新世紀持續(xù)快速發(fā)展。從區(qū)域優(yōu)勢礦產資源煤炭的綜合利用、梯度合理開發(fā)產業(yè)關鍵技術為一條主線，按照循環(huán)機經(jīng)濟的3A原則挖掘并開發(fā)大量煤炭產業(yè)鏈中固體廢棄物、液體廢棄物的利用價值并與試驗示范相結合，為區(qū)域煤基資源產業(yè)結構與功能的合理構建，為調整和優(yōu)化工業(yè)產品結構、能源資源利用結構，建立新的生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)和產業(yè)經(jīng)營機制，形成具有廣闊發(fā)展前景的特色工業(yè)生態(tài)技術體系和資源優(yōu)勢產業(yè)提供科技支撐。本項目旨在通過產學研的協(xié)作攻關，以寧夏北部老煤炭工業(yè)區(qū)煤矸石資源深度利用關鍵配套技術集成創(chuàng)新與示范和區(qū)域工業(yè)可持續(xù)發(fā)展緊密結合為目標，以煤矸石資源深度可持續(xù)利用、保護生態(tài)和創(chuàng)新產業(yè)鏈為指導思想，主攻煤矸石資源深度開發(fā)與利用關鍵配套技術（循環(huán)經(jīng)濟模式設計）、組裝集成出煤矸石中礦物元素產業(yè)化開發(fā)與利用配套技術，從而為寧夏乃至中國類似地區(qū)資源合理利用集成創(chuàng)新出關鍵配套技術與示范樣板。2.國內外現(xiàn)狀和技術發(fā)展趨勢2.1氧化鋁生產方法簡介氧化鋁總產量90%以上用于電解生產鋁，此外還供硅酸鹽、耐火材料、機械、無線電、冶金工業(yè)、制藥等行業(yè)使用，在國民經(jīng)濟中有著極大的作用。自然界中含鋁礦物有250多種，作為生產氧化鋁的原料主要是鋁土礦，其中氧化鋁含量占50%-70%,,其次是二氧化硅、三氧化二鐵、二氧化鈦，此外還含有鎵、釩等雜質。用鋁土礦或其它含鋁原料生產氧化鋁，實質上就是使礦石中的氧化鋁與其它雜質分離的過程。生產氧化鋁的方法有堿法、酸法、電熱法。①堿法生產氧化鋁堿法的基本原理是使礦石中的氧化鋁與堿在一定條件下生成鋁酸鈉，進入溶液而與二氧化硅和氧化鐵等雜質分離，然后再使純凈的鋁酸鈉溶液分解析出氫氧化鋁，氫氧化鋁經(jīng)高溫鍛燒制得成品氧化鋁。堿法生產氧化鋁又可分為拜爾法、燒結法、聯(lián)合法。拜爾法是直接以苛性鈉溶液處理鋁土礦，使礦石中氧化鋁生成鋁酸鈉，而礦石中的二氧化硅則成為不溶性殘渣———赤泥，與鋁酸鈉溶液分離，將凈化后的鋁酸鈉溶液進行攪拌分解，再經(jīng)過濾分離得到氫氧化鋁，經(jīng)洗滌后焙燒成氧化鋁，分離所得的大量苛性堿溶液稱為母液，母液經(jīng)蒸發(fā)再用于處理下一批礦石。燒結法是將礦石、堿粉、石灰石混合配料，先進行高溫燒結，使礦石中氧化鋁生成固體鋁酸鈉，三氧化二鐵生成可以水解的鐵酸鈉，而二氧化硅與氧化鈣生成不溶性的原硅酸鈣，再用稀堿液溶出燒結塊———熟料，使鋁酸鈉進入溶液與赤泥分離。含有部分二氧化硅的溶液經(jīng)脫硅后得到鋁酸鈉溶液精制液CO2通入二氧化碳氣體使之分解得到氫氧化鋁及母液。母液經(jīng)蒸發(fā)后補充適當?shù)膲A粉與下批礦石及石灰配料燒結。洗滌后的氫氧化鋁經(jīng)焙燒得到氧化鋁。一般來說，拜爾法具有流程簡單，投資較少，產品質量高，生產成本較低的優(yōu)點。但處理低品位礦石時其優(yōu)越性較差，而且還要消耗價格昂貴的苛性堿。燒結法的優(yōu)點是可以處理品位較低礦石，而且只消耗價格便宜的碳酸鈉，與拜爾法相比，在同樣的條件下1處理低品位礦時/，燒結法的堿耗較低，氧化鋁總回收率較高，但流程復雜，投資較大，產品氧化鋁質量較差，成本較高。因此含硅很低的優(yōu)質鋁土礦就采用拜爾法，含硅高，鋁硅比較低的鋁礦石，一般采用燒結法。為了充分利用礦產資源，綜合兩種方法的優(yōu)點，以提高氧化鋁總回收率，提高產品質量，降低生產成本，將兩種方法聯(lián)合起來使用，這樣就產生并聯(lián)法是用拜爾法處理高品位礦，燒結法處理低品位礦；串聯(lián)法中燒結法只處理拜爾法赤泥；將拜爾法赤泥同時配一些低品位礦石可改善大窯的操作，這種將串聯(lián)和并聯(lián)結合起來的方法叫做混聯(lián)法。②酸法生產氧化鋁酸法是用適當?shù)臒o機酸處理礦石，生產相應的鋁鹽，礦石中的氧化硅不與酸作用而殘留于渣中；將鋁鹽進一步凈化除鐵后，使之分解得到氧化鋁。用酸法生產氧化鋁在理論上是合理的，對高品位的鋁土礦而言，該法不具有拜耳法的優(yōu)勢，但是對低品位的含鋁礦而言，該法依然具備一定的優(yōu)勢。長期以來該法由于酸的回收以及設備問題，未引起人們的高度重視。只有小規(guī)模的工業(yè)化應用。③電熱法生產氧化鋁電熱法用來處理高鐵鋁礦，將礦與炭還原劑配成爐料在電弧爐內高溫2000℃,下進行還原熔煉。礦石中的氧化硅和氧化鐵被還原成硅鐵合金，而氧化鋁則呈熔融狀態(tài)的鋁酸鈣渣上浮，由于比重不同而分層。所得氧化鋁渣再用堿法處理，從中提取氧化鋁，所得硅鐵合金為成品。目前電熱法生產氧化鋁還處于研究階段。到目前為止，已經(jīng)提出了多種從鋁礦石或其它含鋁原料中提煉氧化鋁的方法，但由于技術上和經(jīng)濟上的種種原因，有的已被淘汰，有的屬于試驗階段，工業(yè)上幾乎全部采用堿法生產。2.2世界氧化鋁的生產現(xiàn)狀及消費趨勢2003年,世界氧化鋁總產量為5922萬噸,其中冶金級氧化鋁產量為5457萬噸,化學品氧化鋁產量為465萬噸.截至2004年3月,世界氧化鋁生產主要集中在29個國家的69個氧化鋁廠,總產能6331萬噸.其中冶金級氧化鋁產能約5801萬噸,占92%.2002年以來,由于全球電解鋁產能增速過快,引起世界范圍內冶金級氧化鋁供應緊張.現(xiàn)貨氧化鋁價格高漲促使世界氧化鋁產能利用率提高.據(jù)CRU報告顯示,2003年世界冶金級氧化鋁產量增長率達8.2%.2004年,世界氧化鋁消費量將首次突破6000萬噸,達到6220萬噸左右.其中冶金級氧化鋁消費量約5750萬噸,2004年世界冶金級氧化鋁缺口約25萬噸.據(jù)不完全統(tǒng)計,全球在2006年底前預計可投產的在建氧化鋁項目總規(guī)模為1482.1萬噸,其中國外660萬噸,中國822.1萬噸.2006年以后擬建的氧化鋁項目總規(guī)模為3952萬噸,其中國外擬建項目總規(guī)模為1960萬噸以上(未考慮俄鋁),中國擬建項目總規(guī)模為1992萬噸.2.3國內氧化鋁供需現(xiàn)狀據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù),2004年1-6月份,我國氧化鋁產量為341.8萬噸,比2003年同期增加了16.86%,進口氧化鋁285萬噸,比2003年同期增加了29萬噸,同比增長11.1%.包括非冶金級氧化鋁在內,目前我國有19家企業(yè)可生產氧化鋁,其中中鋁公司2004年上半年產量為331.3萬噸.2004年,國內冶金級氧化鋁的需求量約為1240萬噸,中鋁公司氧化鋁產量上升了7.4%,達到650萬噸.由此可見,國內需進口氧化鋁約為590萬噸,預計2005年中鋁公司氧化鋁產量可提高23%,達到800萬噸,以彌補氧化鋁缺口.2.4我國氧化鋁工業(yè)現(xiàn)狀世界鋁土礦總儲量為320億ｔ,在國外,90%以上的鋁土礦為三水鋁石型。其氧化鋁生產工藝以較經(jīng)濟的低溫拜耳法為主,僅少數(shù)廠家采用其它方法生產氧化鋁。我國鋁土礦儲量約為23億ｔ,主要分布在山西、河南、貴州、廣西四省,占全國保有儲量的91.1%,但我國鋁土礦的礦石類型98.46%為高硅、難溶的一水硬鋁石型鋁土礦,除廣西礦的鋁硅比為10左右外,其它地區(qū)礦石的鋁硅比都比較低。隨著高品位鋁土礦儲量的日漸減少,氧化鋁企業(yè)的總供礦品位也在下降,引起產量減少、消耗增加、成本上升。由于受鋁土礦特性的限制,我國的氧化鋁廠大都采用混聯(lián)法或燒結法生產,致使工藝流程長、能耗高、生產成本偏高。在產品質量上,我國目前冶金級氧化鋁產品絕大部分為中間狀氧化鋁,不能適應和滿足鋁電解工業(yè)的需求。而國外氧化鋁廠為了滿足現(xiàn)代鋁電解工業(yè)煙氣凈化和大型預焙槽生產的需要,均轉向生產流動性好、強度高、吸附性強、起塵性差、溶解速度快的砂狀氧化鋁。我國冶金級氧化鋁產品與國外產品相比較,差別較大的是平均粒度小、細粒子含量高、強度差,同時硅、鐵含量高。因此,改進氧化鋁產品的均一性、提高產品強度、降低產品中的氧化硅含量、優(yōu)化產品的物理性能,實現(xiàn)產品砂狀化,應作為氧化鋁行業(yè)目前和將來的主攻方向。2.4.1我國氧化鋁工業(yè)與國外的差距①.綜合能耗高、成本偏高。由于我國鋁土礦大多為高鋁、高硅、低鐵,且鋁硅比較低的一水硬鋁石型鋁土礦,難以采用低溫拜耳法生產氧化鋁,主要采用技術條件苛刻、工藝流程復雜的混聯(lián)法或燒結法生產氧化鋁。造成其能耗高、生產成本偏高,氧化鋁生產綜合能耗是國外采用拜耳法處理三水鋁石(或一水軟鋁石)生產氧化鋁能耗的2.5～3.0倍。堿石灰燒結法氧化鋁生產,物料流量大,工藝復雜,特別是以高溫燒成為主要工序,能耗特別高,在直接生產成本中能源費用約占53%,在國內外市場上是缺乏競爭力的。而由于我國鋁土礦大多數(shù)(約85%)是高鋁、高硅、低鐵的一水硬鋁石型鋁土礦,決定了不能采用經(jīng)濟的拜爾法而只能采用能耗高、成本高的燒結法和聯(lián)合法生產氧化鋁。國內不同生產方法的能耗指標見表1所示。表1國內不同生產方法的能耗指標項目燒結法拜爾法聯(lián)合法(ｋｇ標煤/ｔ)(ｋｇ標煤/ｔ)(ｋｇ標煤/ｔ)能表1數(shù)據(jù)可以看出,燒結法能耗是拜爾法能耗的3.06倍,聯(lián)合法能耗雖然低于純燒結法,但由于燒結法部分的高能耗使其整體水平仍遠高于拜爾法。②規(guī)模小、產能低據(jù)統(tǒng)計,目前全世界共有30多個國家生產氧化鋁,已投產的冶金級氧化鋁企業(yè)約有70個,總設計產能約58700ｋｔ/ａ(含非冶金級氧化鋁)。主要集中在澳大利亞、中國、美國、巴西、牙買家和俄羅斯等國。其中澳大利亞依靠其得天獨厚的鋁土礦資源及諸多其它優(yōu)勢,如能源、資金、技術、管理水平、投資環(huán)境、法制建設等,是目前世界上最大的氧化鋁生產國。幾乎所有跨國鋁業(yè)公司均將其視為理想的氧化鋁供應基地。氧化鋁生產規(guī)模最大的為澳大利亞的格拉斯通氧化鋁廠,其設計產能為3850ｋｔ/ａ。澳大利亞氧化鋁廠平均每廠產能為2433.33ｋｔ/ａ。相比而言,我國氧化鋁廠規(guī)模小,其調控市場能力以及抗風險能力較差。③技術裝備水平落后、勞動生產率低目前,我國氧化鋁工業(yè)裝備水平與國際先進水平相比,存在著技術裝備水平落后、自動化程度低的差距。具體為:在拜耳法(包括混聯(lián)法中的拜耳法)部分,雖然新建廠的高壓溶出技術采用了單管預熱———反應釜間接加熱溶出技術設備。個別老廠引進了管道化溶出技術與設備在一定程度上提高了溶出的技術裝備水平,但一些老廠仍有一部分采用落后的蒸汽直接加熱的高壓溶出機組;赤泥沉降分離和洗滌設備還存在規(guī)格小、臺數(shù)多、產能低、能耗高等問題;在精液葉濾系統(tǒng),既有世界先進水平的立式葉濾機,也有凱利385ｍ2和道爾式440ｍ2大型葉濾機,還有技術落后的小型葉濾機在運行;種子分解系統(tǒng),既有引進和自主開發(fā)的大型機械攪拌分解槽,也有部分小型的空氣攪拌分解槽,其動力消耗高、攪拌均勻性差;在蒸發(fā)上,雖然個別廠家采用了先進的降膜式蒸發(fā)及強制排鹽技術,但多數(shù)氧化鋁廠仍然采用效率低、能耗高的三效自然循環(huán)和強制循環(huán)蒸發(fā)器。對于燒結法(包括混聯(lián)法中的燒結法),在熟料燒成技術上仍然采用能耗高、控制水平落后的濕法進料筒形回轉窯加圓筒冷卻機的工藝技術;而在粗液脫硅方面,既有采用間接加熱連續(xù)脫硅技術的廠家,也有采用汽耗較高的蒸汽直接加熱中壓脫硅技術的廠家。先進的自動控制系統(tǒng)、信息化和網(wǎng)絡化管理系統(tǒng)的開發(fā)與建設仍處在初始階段。從總體水平上看,我國氧化鋁工業(yè)的技術裝備水平與國際先進水平相比還有較大差距。④產品質量低、品種少我國氧化鋁產品除個別廠家生產流程按砂狀氧化鋁設計外,絕大部分廠家的產品在粒度、安息角、磨損指數(shù)等物理指標上與現(xiàn)代鋁電解和干法煙氣凈化的要求有一定差距。而國外的氧化鋁幾乎都是砂狀氧化鋁。我國氧化鋁新品種新材料的開發(fā)工作也相對滯后,其產品較為單一。目前我國化學品氧化鋁生產量約占氧化鋁總產量的5%,低于國外的10%;品種約有100個,遠低于國外的300多個品種。⑤環(huán)境保護世界各國都極為重視氧化鋁生產中的環(huán)境保護,并進行了大量的研究工作,如赤泥用于做磚、燒制水泥、各種材料的添加劑和吸收劑、修筑公路、造田等。我國氧化鋁工業(yè)產出的赤泥目前大部分采用堆存的方法,僅少數(shù)企業(yè)用部分赤泥作為燒制水泥的原料。另外,氧化鋁工業(yè)的粉塵、廢水、廢氣和生產過程中的噪音處理等問題,均應引起重視。隨著我國工業(yè)環(huán)境治理要求的提高和氧化鋁工業(yè)生產能力的不斷擴大,如何實現(xiàn)增產減污,保護環(huán)境,已成為氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中需優(yōu)先解決的問題之一。鋁土礦選礦技術產業(yè)化帶來了尾礦的綜合治理問題,開發(fā)尾礦的利用技術、擴大資源的綜合利用程度是今后需要解決的又一個難題。2.4.2我國氧化鋁工業(yè)發(fā)展未來趨勢①圍繞技術、產品、資(能)源和環(huán)境,進行產業(yè)技術集成、開發(fā),加強原創(chuàng)性技術創(chuàng)新,形成自主的核心技術和戰(zhàn)略技術。使主要技術經(jīng)濟指標達到國際先進水平,主導產品具有國際競爭力。如改混聯(lián)法為串聯(lián)法,則可達到節(jié)能、降耗的效果。②采用高效節(jié)能設備,提高裝備水平。我國氧化鋁工業(yè)已引進若干高效節(jié)能的設備,如間接加熱高壓溶出器、高效沉降槽、平盤過濾機、氫氧化鋁沸騰焙燒爐等。今后需跟蹤國外的先進水平,不斷引進和消化國外氧化鋁行業(yè)成熟的、自動化程度高的大型設備。逐步淘汰目前仍在使用的規(guī)格小、產能低、能耗高、自動化程度低的陳舊設備。③提高產品質量。我國生產的氧化鋁多為中間狀氧化鋁,大多數(shù)生產廠家氧化鋁產品中顆粒大于45μｍ達到40%以上,且破損系數(shù)也較大。其主要缺點為:細粉中α-Ａｌ2Ｏ3含量大,比表面積小,在電解質中溶解速度慢,在電解生產中容易產生沉淀。氧化鋁細粉含量多,加料斗中氧化鋁的容量變化大,影響下料量的準確度。在操作或運送過程中造成飛揚損失大。細粉含量大,流動性能差,尤其是載氟后的氧化鋁,會在運送過程中造成困難。由于大型中間下料預焙槽發(fā)展的需要,當前世界上絕大多數(shù)的氧化鋁廠都生產砂狀氧化鋁。我們也必須采取措施,開發(fā)適合我國氧化鋁工業(yè)特點的砂狀氧化鋁生產技術,組織生產滿足大型預焙槽需要的砂狀氧化鋁,以適應電解鋁廠提高效率,改善環(huán)保的要求。開發(fā)新品種,努力提高我國氧化鋁工業(yè)的產品質量,增加市場需求的品種。根據(jù)我國鋁土礦資源的有機物含量低,采用燒結法能夠生產白度較高的氧化鋁產品的特點,大力發(fā)展化學品氧化鋁,調整產品結構。到2005年,實現(xiàn)氧化鋁產品全部為優(yōu)質砂狀氧化鋁,化學品氧化鋁量占氧化鋁總量的10%左右。④挖掘潛力,擴大產能,滿足電解發(fā)展的需求。到2005年要使氧化鋁產能達8000ｋｔ/ａ以上。若要使我國氧化鋁增長速度與國民經(jīng)濟發(fā)展水平和鋁消費增長速度相適應,僅依靠新建氧化鋁廠是不現(xiàn)實,也是不可能的。因此,應以企業(yè)的挖潛改造,擴大產能為主,積極穩(wěn)妥地發(fā)展氧化鋁工業(yè),滿足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。在挖掘潛力,擴大產能與規(guī)模的同時,亦可以規(guī)模經(jīng)濟實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益的增長。⑹加快鋁土礦資源的開發(fā)。從國內、外兩個方面入手來開發(fā)鋁土礦資源,首先加大國內礦產資源勘探力度,有效保護和合理利用國內鋁土礦資源。建立鋁土礦資源評價和管理體系。⑤必須以謹慎的態(tài)度,冷靜\客觀地分析和評價各地鋁土礦資源從確保氧化鋁工業(yè)全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展的角度科學論證項目發(fā)展規(guī)劃.合理控制氧化鋁生產規(guī)模。同時,注重保持氧化鋁工業(yè)與所在區(qū)域的資源\能源\市場需求同步發(fā)展.也就是說,既要考慮新增氧化鋁產能,更要考慮已有氧化鋁產能的可持續(xù)發(fā)展;既要考慮如何獲取充足的優(yōu)質資源和能源,更要考慮市場的需求能力.考慮環(huán)境影響.交通運輸保障.地方經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展等諸多因素.⑥必須大力發(fā)展氧化鋁清潔生產工藝氧化鋁是我國的基礎產業(yè)之一,是“10種有色金屬”之首———鋁的原材料,同時應用于化工、制藥、陶器及建筑材料行業(yè),直接關系到國計民生的可持續(xù)發(fā)展。我國是世界上主要的氧化鋁生產國,2002年共生產氧化鋁541萬噸,2003年為590萬噸,2004年將達到660萬噸,占世界總產量的十分之一,然而,我國的鋁土礦資源卻相對貧乏,按2000年末我國審定的儲量結果,我國鋁土礦儲量僅為3.6億噸,基礎儲量5億噸,資源量18億噸,僅占全球儲量的1.5%。同時,由于國外多為Ａ/Ｓ高的三水鋁石鋁土礦,美國鋁業(yè)公司、加拿大鋁業(yè)公司等采用的是流程簡單、能耗低的拜耳法生產工藝,而我國的鋁土礦主要為中、低品位的一水硬鋁石鋁土礦,采用的生產工藝方法只能是流程復雜、能耗高、成本高的燒結法或混聯(lián)法。氧化鋁屬于資源型工業(yè),原材料用量、能源消耗量、三廢產生量都很大,導致能源利用率很低,因此,要實施氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,就必須實施清潔生產。積極采用新工藝新技術節(jié)省資源、能源,減少或防止污染物排放,改善作業(yè)環(huán)境,保護員工生命與健康,實現(xiàn)“經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益”三個目標,創(chuàng)造良好的企業(yè)形象,提高企業(yè)的生存力和競爭力。盡管我國生產的氧化鋁總量占有世界市場的10.08%,但由于我國氧化鋁工業(yè)普遍采用的是燒結法或混聯(lián)法生產工藝,流程復雜,能耗、成本高,資源利用率低,僅為30%左右,與世界先進水平相差十個百分點。同時,污染嚴重,產生大量的廢水、廢氣、廢渣等“三廢”,是名副其實的排污大戶。氧化鋁生產中需要消耗的主要資源鋁土礦按1噸氧化鋁生產需要消耗2.2噸鋁土礦考慮,2002年國內消耗鋁土礦資源約1190萬噸,根據(jù)“十五”規(guī)劃,到2005年,我國氧化鋁生產能力最大可達680萬噸,由此計算2005年鋁土礦的消耗量約為1496萬噸;石灰石按生產1噸氧化鋁消耗1.2噸石灰石進行計算,2002年共消耗石灰石649.2萬噸,2005年將最少消耗石灰石816萬噸;水據(jù)統(tǒng)計每生產1噸氧化鋁需耗新水11噸,2002年因生產氧化鋁全國共消耗新水5951萬噸,2005年將達到7480萬噸;煤是氧化鋁生產的主要能源,除作為工藝用煤以外,還作為燃料為氧化鋁生產提供電力、蒸汽等,按1噸氧化鋁生產需要1.2噸煤進行計算,年需要煤649.2萬噸。從以上的統(tǒng)計可以看出,氧化鋁生產需要消耗大量的自然資源,是一項高能耗的產業(yè),每生產一噸氧化鋁約需要消耗資源15.6噸,即產品與資源之比為1:15.6,如果僅考慮鋁土礦、石灰石、煤等具有不可再生性的一次性資源,那么氧化鋁資源利用率為27%。⑧實施我國新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略是我國氧化鋁工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關鍵所在我國氧化鋁工業(yè)的迅猛發(fā)展和我國鋁土礦資源有限的保證程度已形成鮮明的對比。國內對氧化鋁的強烈需求促使我國氧化鋁規(guī)模和技術水平不斷提高。但是對氧化鋁生產成本至關重要的鋁土礦資源,特別是優(yōu)質高品位資源已逐漸減少,平均保證程度少于10年。今后我國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展只能建立在資源量還較充裕的中低品位鋁土礦的基礎上,同時還要研究開發(fā)其他含鋁資源如煤矸石等。從鋁行業(yè)角度看,當前,擺在我國氧化鋁科技界面前最重要的任務是:盡快開發(fā)相應的先進適用的生產技術,以有競爭力的成本從中低品位一水硬鋁石礦生產出滿足我國電解鋁工業(yè)要求的高質量砂狀氧化鋁。要在近年內保護我國有限的優(yōu)質鋁土礦資源,加緊勘探、開發(fā)新的優(yōu)質鋁土礦資源,研究利用國外鋁資源,實施我國新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的同時,加快開發(fā)應用我國中低品位鋁土礦生產砂狀氧化鋁的高效低耗新工藝,才能實現(xiàn)我國氧化鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國氧化鋁工業(yè)所采用的主要技術是聯(lián)合法和燒結法,燒結法在所有的生產能力中占48.8%,幾乎為一半。燒結法比例過高是我國氧化鋁工業(yè)能耗高的最重要的原因.各種能耗約占我國氧化鋁廠生產成本的43%,是影響成本的最重要的因素,也是我國氧化鋁工業(yè)與國際氧化鋁工業(yè)相比最主要的差距。我國氧化鋁廠最主要的耗能工序是:燒結法燒成、蒸發(fā)、拜耳法溶出和燒結法脫硅。按照系統(tǒng)節(jié)能理論的分析,為大幅度降低生產能耗,最重要的是降低高耗能工序在整個生產系統(tǒng)中的比例;提高整體循環(huán)效率和重要工序的產出率,降低高耗能工序的單位能耗。因此,采用新技術,盡可能擴大拜耳法在生產系統(tǒng)中的份額,縮小燒結法的比例,是系統(tǒng)節(jié)能最重要的方向,也是開發(fā)高效低耗氧化鋁生產技術的最主要的技術思路。強化燒結法、間接加熱強化拜耳溶出、降膜蒸發(fā)、懸浮焙燒等技術的開發(fā)應用都是提高循環(huán)效率和工序產出率,降低高耗能工序單位能耗的最關鍵的技術。在現(xiàn)有的聯(lián)合法中,鋁土礦品位的下降必然導致燒結法比例的增大,造成能耗和成本的增高。因此,開發(fā)應用于中低品位鋁土礦及煤矸石等的高效低耗新技術顯得特別重要和迫切。煤矸石生態(tài)化利用是實施我國新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的必然趨勢。利用煤矸石生態(tài)化提取氧化鋁是實施我國新的氧化鋁工業(yè)資源戰(zhàn)略的重要組成部分,也是具有競爭力的新途徑\新技術路線.2.5煤矸石利用技術現(xiàn)狀與趨勢2.5.1煤矸石及其危害煤矸石簡稱矸石，是在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量低、堅硬的黑色巖石，在煤炭生產過程中成為廢棄物。它由碳質頁巖、碳質砂巖、砂巖、頁巖、粘土等巖石組成，矸石的礦物成分主要是高嶺土、石英、蒙脫石、長石、伊利石、石灰石、硫化鐵、氧化鋁等。不同地區(qū)的矸石由不同種類礦物組成，其含量相差也很懸殊。我國煤矸石的發(fā)熱量多在6.3MJ/kg以下，其中3.3-6.3MJ/kg,1.3-3.3MJ/kg和低于1.3MJ/kg的各占30%，高于6.3MJ/kg的僅占10%。各地煤矸石的熱值差別很大。由于煤矸石不含碳或含碳量低，不能燃燒或難以燃燒，因此成為煤炭生產過程中的固體廢棄物。這些廢棄物在地面堆積，越積越大，就好像一座小山，因此人們形象地將堆積起來的煤矸石叫做“矸石山”。煤矸石是我國目前年排放量和累計存量最大的工業(yè)廢棄物。在煤炭生產過程中，煤矸石排放量約占煤炭產量的10%，每年排放量約為1億噸左右。在煤炭洗選過程中，煤矸石約占精煤產量的30%，每年排放量約0.74億噸。全國每年矸石排放總量約1.7億噸，全國現(xiàn)有矸石山1500余座，累計存量約34億噸，占地面積130000多公頃。僅寧夏就有較大的矸石山6座，積存量達2億多噸，加上各地的小煤礦矸石堆，全區(qū)煤矸石占地面積300余公頃。這些矸石山不僅占用了大量土地，還對地下水造成嚴重污染。由于自然降水，使煤矸石中富含的鹽類經(jīng)淋濾、溶解在雨水中滲入到地下，造成矸石山周圍的地下水污染。煤矸石中所含的黃鐵礦（FES）易被空氣氧化，放出的熱量可以促使煤矸石中所含煤炭風化以至自燃。矸石自燃時放出嚴重污染空氣的SO2。2.5．2利用煤矸石提取氧化鋁的國內外發(fā)展簡介早在二十世紀50年代，波蘭克拉科夫礦質學院格日麥克教授就以高鋁煤矸石和高鋁礦煤灰(>30%)為主要原材料，從中提取氧化鋁和利用其殘渣生產水泥，取得了研究成果，曾于1960年在波蘭獲得兩項專利，后又在美國等10多個國家獲得了專利權。70年代，匈牙利的塔爾杜在引進了波蘭的專利后，消化、吸收研究格日麥克——塔爾杜的干法煅燒工藝也取得了專利，波蘭利用粉煤灰生產氧化鋁及其殘渣生產水泥，也采用石灰石煅燒法。如：格羅來維次水泥廠。年產30—萬噸水泥和5500噸氫氧化鋁。此外還年產6000噸燭照型砂，因考慮到電子、造紙、皮革的工業(yè)部門需求逐年增加，且氧化鋁供電解生產金屬鋁質量很好，由于生產優(yōu)質氫氧化鋁的經(jīng)濟效益好目前正進行技術改造，以期達到年產氫氧化鋁1.25萬噸的規(guī)模。美國采用Ames石灰燒結法，按年耗用粉煤灰（含>20%）30萬噸。提取率為80%，年產5萬噸氧化鋁和水泥45萬噸的規(guī)模，還將粉煤灰摻入鋁中，提高鋁的產量，降低成本增加硬度，改善可加工性及提高耐磨性。我國從粉煤灰中提取氧化鋁可追溯到50年代，山東鋁廠曾考慮過從粉煤灰中提取氧化鋁，以后湖南、浙江等省也有單位進行過此項工作，至1980年安徽省冶金科研所和合肥水泥研究所在進行提取氧化鋁和制造水泥的實驗室規(guī)模的實驗研究后提出用石灰石燒結碳酸鈉溶出。工藝從粉煤灰中提取氧化鋁。其硅鈣殘渣則作水泥原料的工藝路線，于1982年3月通過專家鑒定。安徽省電力局科技處也已完成“從粉煤灰中提取氧化鋁并生產膠凝材料的方法”的實驗室試驗項目，該成果已于1989年1月公開，并建立一條年產1000噸和5000噸的中試線。

寧夏建材研究所采取堿－石灰燒結法。將粉煤灰和石灰、碳酸鈉經(jīng)高溫燒結成可溶性的鋁酸鈉及不溶性的硅酸鈣等礦物，二者分離后制得氧化鋁并回收堿，殘渣亦用作硅酸鹽水泥原料，該試驗亦已于1987年9月由寧夏區(qū)科委組織通過鑒定。此外，河南省平頂出市第一建材廠利用粉煤灰冶煉鋁合金等取得成功。每噸鋁硅合金售價約6000元左右，該合金可用作煉鎂還原劑，使每噸鎂成本降低1200元以上，可作煉鋼脫氧劑，使每噸鋼成本下降40元左右。我國目前所用煉鋼脫氧劑為工業(yè)爐熔化多晶硅和鋁錠，每年生產6000萬噸鋼，如果用從粉煤灰中制取的鋁合金，則每年可節(jié)約鋁錠3萬噸（合1億元），可利用粉煤灰60萬噸，降低成本達24億元。此外，二十世紀90年，我國出現(xiàn)了幾個從煤矸石提取氧化鋁的專利報道。但是大部分處于實驗室研究，只有在甘肅、山東、山西等地采用硫酸加壓法從煤系高嶺石中提取氧化鋁制備硫酸鋁，生產規(guī)模在數(shù)千到萬噸，產生了較好的經(jīng)濟效益。2.5.3煤矸石為原料提取氧化鋁的幾種技術路線比較分析煤矸石中若含有20%～35%的氧化鋁,就是制備Ａｌ(ＯＨ)3、Ａｌ2Ｏ3的很好資源。但目前煤矸石絕大多數(shù)都是用來發(fā)電、生產磚、空心砌塊等建材,利用價值較低。煤矸石中的主要礦物相為高嶺石(Ａｌ2Ｏ3·2ＳｉＯ2·2Ｈ2Ｏ)與石英(ＳｉＯ2),高嶺石具有單層網(wǎng)結構,即由1層水鋁石和1層硅氧體結合而成,單網(wǎng)層間由氫鍵相聯(lián),其中氧化鋁的活性差,要從高嶺石中提取氧化鋁十分困難。為從煤矸石中提取氧化鋁,需將煤矸石進行礦物改性處理,使高嶺石中的氧化鋁成為活性氧化鋁是常用的方法。目前報道的以煤矸石為原料提取氧化鋁的方法有酸法、堿法、混鹽法、電鋁水泥法四類。前三中方法文獻報道的多是煤系高嶺巖為原料（此種原料中氧化鋁含量可以高達36%-40%），第四種方法是煤矸石發(fā)電后利用粉煤灰作原料的堿石灰燒結法工藝（拜耳法的變種）。①酸法即先通過高溫焙燒活化矸石，然后用鹽酸或硫酸等先提取鋁鹽,如氯化鋁、硫酸鋁、銨明礬等,再將鋁鹽煅燒后可得到氧化鋁;如專利號為94113062，“用煤矸石制備氫氧化鋁工藝”該法的氧化鋁提取鋁一般較低，在20-40%，且對不同地區(qū)的煤矸石而言提取率差別很大。由于其要高溫煅燒、提取率低等缺陷，實際生產應用的意義不大。

另有<申請?zhí)?gt;91110937，<發(fā)明名稱>用煤矸石生產硫酸鋁的方法該法的氧化鋁提取率在50-60%，且對優(yōu)質煤矸石-煤系高嶺石即含碳、鐵很低，而氧化鋁含量較高（一般大于38%）的煤矸石較好，對其他儲量最大的劣質煤矸石來講，該法與上述方法差異不大；由于優(yōu)質煤矸石-煤系高嶺石資源十分有限，加之將其高溫煅燒后改性處理即可作為工業(yè)填料利用，因此該法的競爭力不強。②堿法即用堿性物質來提取Al2O3,常見的有：堿石灰燒結法和硫化物法。硫化物法類似于拜耳法生產Al2O3,Na2S等能有選擇性地溶解Al2O3,并在很大程度上抑制SiO2的溶解,但該法在碳酸化時放出H2S,環(huán)境污染較嚴重,目前此法仍處于實驗室階段。石灰石燒結法類似于鋁礬土燒結法制Al2O3,但由于煤系高嶺巖含SiO2高而需要消耗大量石灰石并增加燃料消耗,還產生大量赤泥渣。石灰燒結法要求原料中的Al/Si>4,當原料中的SiO2含量較低時,Al2O3實際溶出率與理論溶出率相符,但當原料中的SiO2含量較高時,Al2O3實際溶出率比理論溶出率低較多,且隨原料SiO2含量增高,Al2O3溶出率更加降低。煤系高嶺巖含SiO2>46%,其Al/Si為1.0左右,不滿足燒結法對原料的要求,煤系高嶺巖直接采用燒結法提取Al2O3時,由于SiO2含量高而使得Al2O3溶出率很低,小于45%。故而需要將煤系高嶺巖進行預脫硅處理,使其Al/Si提高到4以上,再用燒結法提取Al2O3,可以大大提高Al2O3的提取率。但同時耗能增加，工藝復雜化。大量文獻報道以及我們的研究表明，該法還存在一個很大缺陷：即對原料矸石中鐵含量要求較高，一般要低于1.8時氧化鋁提取鋁才能達到80%左右，否則提取率在25-50%之間。一般煤系高嶺巖經(jīng)1000℃、30min焙燒活化后,以15%NaOH溶液對其進行脫硅處理,選用適當?shù)闹鷦?可在液固比為5ml/g、90℃、90min的條件下獲得70%左右的脫硅率。使高嶺巖的Al/Si由0.96提高到4.88,滿足了堿石灰燒結法對原料Al/Si的要求。然后，同樣采用堿石灰燒結法提取氧化鋁,在1150℃下燒結60min后,飽和生料的Al2O3提取率由煤系高嶺巖的45%提高到精礦的89%。預脫硅處理將高嶺巖的氧化鋁提取率提高了近一倍。目前此法仍處于實驗室階段。[薛茹君，從煤系高嶺巖中提取氧化鋁，第23卷第4期,46-50安徽理工大學學報(自然科學版)2003，Vol.23，No4]在堿石灰石燒結法中，有文獻報道氧化鋁活化過程中巧妙地利用Ｃ2Ｓ晶相轉變產生的體積膨脹,造成硅酸二鈣連同其它礦物一起粉化(自粉化),省去了傳統(tǒng)的粉磨工序,可節(jié)省電能,而且化學粉碎形成的粉末比機械粉磨的粉末更細,有利于以ＮａＡｌＯ2形式提取鋁組分。也有人報道了用高效分散劑碳化法制備超細氫氧化鋁,提取率大于80%。該法的缺點是：活化氧化鋁要使用大量的石灰石、純堿，致使高溫活化這一關鍵環(huán)節(jié)工藝難以控制，耗能高，設備投資大，且對原料矸石中鐵含量有較高要求，因此使工藝溫定性降低，生產的風險加大，目前仍處在小試階段。③混鹽法該法對煤矸石中氧化鋁的的提取鋁在50-60%左右，提取率不高，且硫酸銨損失較大，綜合成本高于酸法，未見工業(yè)化的報道。④．煤矸石發(fā)電后利用粉煤灰作原料的堿石灰燒結法工藝內蒙古蒙西高新技術集團有限公司2002年提出了申請?zhí)枮?2116060，發(fā)明名稱為“綜合利用煤矸石聯(lián)產電、鋁、水泥生產工藝”，該專利的基本內容是：

公開了一種綜合利用煤矸石聯(lián)產電、鋁、水泥生產工藝。是利用煤矸石為原料，將發(fā)電、制鋁和水泥生產結合起來，發(fā)出的電力供電解鋁使用，電廠廢料粉煤灰為制鋁原料，經(jīng)破碎、煅燒、浸取、過濾、脫硅、碳分等工序生產氧化鋁；利用生產氧化鋁過程中產生的硅鈣渣為原料生產水泥。是一種變廢為寶、符合可持續(xù)發(fā)展產業(yè)政策的新技術路線。具我們的實地考察，該專利于2004年6月完成了中試并通過了鑒定。該公司按照循環(huán)經(jīng)濟的理念，計劃在園區(qū)內建設20萬噸/年生產線，預計投資約20億。該法生產氧化鋁的原材料成本約1800元（有自備煤礦、石灰石礦，配套原料運距短且來源充足，電價便宜等外部優(yōu)勢）。該法從技術上分析沒有獨特之處，只是采用循環(huán)經(jīng)濟的模式對現(xiàn)有技術進行集合、綜合，并在一個園區(qū)內統(tǒng)籌考慮，生產要素的優(yōu)化較好，技術路線的外部優(yōu)勢明顯，因而有很強競爭力。但是不足之處在于：技術工藝的能耗高、工藝不易控制等技術問題并沒有根本解決，同時項目的設備投資大，即固定資產投資很大，一般企業(yè)難以承受，市場風險明顯增大。若加上設備折舊等，該法實際生產成本估計在2000元左右，而售價在3800元/噸，有較好的市場空間。⑤利用煤矸石生產鋁鹽和硅酸鹽的綜合工藝方法中國專利（申請?zhí)?0112070）報道了“利用煤矸石生產鋁鹽和硅酸鹽工藝方法”，其特征在于采用堿熔－水解－碳化－苛化工藝生產鋁鹽、硅酸鹽及沉淀碳酸鈣：（１）將煤矸石粉碎后焙燒除碳、活化，焙燒產生的煙道氣及下面其他工藝段加熱用燃煤爐產熱。該法是堿熔－水解－碳化－苛化及相應的酸溶、堿溶工藝的綜合，可以得到氫氧化鋁和硅酸，由此延伸開發(fā)種類規(guī)格靈活敏多的鋁鹽和硅酸鹽。該法是幾種方法的綜合，技術復雜，尚未見大規(guī)模生產的報道。本科技攻關的自主知識產權新技術本課題組開發(fā)的2種新技術,克服了前人技術的缺點,具有成本低.過程容易控制.綜合效益明顯的優(yōu)勢,通過了專家鑒定,具備很強的技術競爭力.(參見后面的分析)5.2.4矸石利用新技術及發(fā)展趨勢以煤系硬質高嶺巖為主要成分的煤矸石,在我國煤系地層中儲量巨大,近100億噸,這些煤矸石大多在煤的開采過程中被帶出,做為廢石堆放,占地的同時又造成一定的環(huán)境污染,開發(fā)利用煤矸石已成為煤礦非煤產業(yè)的重要發(fā)展方向之一,對礦產資源的再生和環(huán)境保護意義重大。煤矸石中有些是以高嶺石為主，含量為90%～95%,主要成分為三氧化二鋁和二氧化硅,三氧化二鋁含量為34%～39%，其含碳、鐵等很低，較早被開發(fā)利用。有些地區(qū)如內蒙古、山東、河北、山西、寧夏等地有一定量的高氧化鋁矸石。但是煤矸石成分因地區(qū)不同而變化較大，高鋁矸石多是人工揀出的，其儲量少。而95%以上的煤矸石是氧化鋁在20%-29之間，且結構、成分較復雜?？傊?，在21世紀煤矸石可作為一種潛在的鋁、硅資源而引起高度重視。目前許多國家都投入力量進行煤矸石再生資源的綜合利用開發(fā)。研究方向主要有:(1)利用煤矸石加工建材;(2)利用煤矸石發(fā)電;(3)利用煤矸石中提取氧化鋁等化工產品方向有廣闊的利用前景。國內煤矸石綜合利用開發(fā)早已引起有關部門的高度重視,并不斷投入資金和低息貸款進行扶持。國內煤矸石綜合利用的成功經(jīng)驗很多,尤其是煤矸石發(fā)電的技術和設備已成系列化,煤矸石制建材也已從單純用煤矸石制磚的基礎上向更廣闊的建材領域發(fā)展。國內最新研究表明,煤矸石制取化工原料取得試驗性成果。主要可以用來生產氯化鋁、聚合氯化鋁及白炭黑等化工產品。多聯(lián)產提取氧化鋁的研究才開始。近年來國內某專業(yè)機構研制的自燃煤矸石超細粉，能以不同比例取代水泥、石灰用于各種建筑工程。中國地質大學的專家們于2004年2月宣布已成功開發(fā)出煤矸石制造瓷質磚的新技術，該技術的產業(yè)化有望使約占全國工業(yè)固體廢棄物總量40%的煤矸石變廢為寶。此外，提取氧化鋁研究了幾十年，除電鋁水泥法2004年進行了中試并計劃投資20億建廠外外，其余工藝在國內未見規(guī)?；囼灥膱蟮?。其中原因主要是：21世紀之前，文獻報道國外如波蘭、美國等國家曾在60-70年代分別申請了石灰-純堿法、混鹽法的專利，并且有年產1-2萬噸的規(guī)?；a裝置。從60年代開始，我國也有不少關于用煤矸石、粉煤灰為原料提取氧化鋁的的研究報道，80年代中期以后相繼有一些專利申請。但是由于從經(jīng)濟上考慮，該路線生產成本較高，而氧化鋁的售價較低，無法與鋁土礦路線競爭，因此沒有引起產業(yè)界的重視。進入21世紀，我國的鋁業(yè)迅猛發(fā)展，加上能源緊張等因素以及前述的我國鋁土礦資源的劣勢凸現(xiàn)等，導致氧化鋁原料緊張，其價格飛漲，而且這種局面連續(xù)了近2年而無走低的趨勢。在這種背景下，煤矸石為原料提取氧化鋁的路線必然是一種有價值的選擇。2.6項目產品市場分析（行業(yè)情況分析）目前煤矸石的主要化學化工加工方向是生產優(yōu)質鋁鹽，傳統(tǒng)上鋁鹽主要用在造紙、水凈化、鑄造、涂料、醫(yī)藥等行業(yè)。而近年來隨著無機粉體材料的快速發(fā)展，一個開發(fā)方向就是將高純鋁鹽作為材料前體，生產化學品氧化鋁。可以通過一定的工藝進行二次加工得到數(shù)百個氧化鋁粉體材料，該粉體材料廣泛應用與陶瓷、橡膠、塑料、石油催化、耐火材料等領域。全世界每年需求在500萬噸以上化學品氧化鋁，而我國還需大量進口。若對煤矸石經(jīng)化學處理，可利用有效鋁、硅元素，生產鋁系列產品和硅系列產品如硫酸鋁、氧化鋁以及水玻璃、白炭黑等，均具有廣闊的市場。我國煤矸石的化學利用長期處在技術進步緩慢、技術集成性差、實用化技術開發(fā)少、尚未形成規(guī)模化、產業(yè)化的態(tài)勢。材料科學與技術的進步，呼喚煤矸石的生態(tài)化學利用技術的創(chuàng)新。2.6.1氧化鋁的未來競爭力2003年中國電解鋁產量達到440萬噸,消耗880萬噸氧化鋁,加上非冶金消耗的54.5萬噸氧化鋁,總體來說,消耗氧化鋁共計934.5萬噸。2004年前7個月鋁錠產量為301.5萬噸,預計全年產量在520萬噸左右,需要的氧化鋁應達1040萬噸,而非冶金用氧化鋁繼續(xù)按去年的水平計算,那么全年的氧化鋁需求將達到1094.5萬噸。目前,隨著國內電解鋁企業(yè)擴張速度的增長,氧化鋁的供應在2005年前仍然無法滿足市場需要,因此氧化鋁價格在短期之內較難緩解。中國氧化鋁的產量長期不能滿足國內市場的需求,每年都要大量進口來補充,2000年進口188萬噸,2001年進口334萬噸,2002年進口457萬噸,占國內市場的比例分別為:30%、41%、45%。據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù),2004年1-6月份,我國氧化鋁產量為341.8萬噸,比2003年同期增加了16.86%,進口氧化鋁285萬噸,比2003年同期增加了29萬噸,同比增長11.1%.2004年,國內冶金級氧化鋁的需求量約為1240萬噸,中鋁公司氧化鋁產量上升了7.4%,達到650萬噸.由此可見,國內需進口氧化鋁約為590萬噸,預計2005年中鋁公司氧化鋁產量可提高23%,達到800萬噸,以彌補氧化鋁缺口.山東鋁業(yè)日前公告,根據(jù)國內外氧化鋁市場需求和價格情況,將主導產品冶金級氧化鋁出廠價格由3930元/噸上調為4130元/噸(含稅),幅度為5.09%。這已是公司在一個月之內第二次上調冶金級氧化鋁價格。公告還披露,目前進口氧化鋁到岸價已升至430美元/噸以上。山東鋁業(yè)曾在2004年9月23日公告,冶金級氧化鋁出廠價格已由3750元/噸上調為3930元/噸(含稅),幅度為4.8%。此其時進口氧化鋁到岸價已升至400美元/噸以上。據(jù)悉,山東鋁業(yè)氧化鋁價格的變動,是在母公司中國鋁業(yè)系統(tǒng)內統(tǒng)一進行的。2.6.2.氧化鋁價格未來走勢以冶煉氧化鋁為例：對于未來氧化鋁價格走勢,業(yè)內專家認為,未來需求將繼續(xù)增長,國內缺口增大,而全球氧化鋁產量近兩年增長很小,加之海運費用上漲,因此,2006年以前氧化鋁供需緊張的狀況難以改變,其價格將維持高位運行,2004年最高價格突破了4000元/噸,全年均價估計在3700元左右。2003年,氧化鋁價格由年初的1830元/噸,上漲到年底的3700元/噸,漲幅達102.2%;鋁價與年初相比漲幅達16.6%。盡管國產氧化鋁產能和產量逐年增長,仍遠不能滿足電解鋁生產的需要,每年需大量進口氧化鋁。進口量和比例逐年增加。由于近兩年電解鋁成為投資熱點,產能迅速膨脹,導致氧化鋁供應緊張。預計未來兩年受制于實際有效產能的增長,全球氧化鋁市場的供應短缺將十分明顯,國內供應短缺也將加劇,未來氧化鋁價格將繼續(xù)高位運行,不排除繼續(xù)上漲的可能。在氧化鋁總產能中，世界10%左右為化學品氧化鋁，其價格是冶煉氧化鋁的4-10倍。由于國內氧化鋁產品結構不合理，還導致化學品氧化鋁的短缺。因此國內化學品氧化鋁的市場需求缺口也比較大。傳統(tǒng)上，多數(shù)氫氧化鋁、氧化鋁均采用鋁土礦堿法生產,要求有較高的鋁硅比。我國鋁土礦主要分布在山西、河南、貴州、廣西等省。鋁土礦鋁硅比低于4.5,則采用燒結法生產,能耗高、成本提高。隨著鋁土礦的長期開采,露采礦石產量及性能將無法滿足日益發(fā)展的鋁業(yè)要求。開展煤矸石制備鋁鹽、水合氧化鋁及氧化鋁的開發(fā)研究,不僅可以擴展煤矸石的綜合利用途徑,也可為鋁業(yè)生產開拓一條取之不盡、用之不竭的礦物資源。2.6.4二氧化硅的未來競爭力據(jù)美國知名咨詢公司Ｆｒｅｅｄｏｎｉａ集團最新的一份研究報告指出,今后幾年美國特種二氧化硅市場需求將以年均6.5%的速度快速增長,到2008年該市場的份額將達到15億美元。該報告進一步指出,高性能輪胎填充物需求的增長將帶動沉淀二氧化硅需求的快速增長,作為特種二氧化硅產品中最大的品種,沉淀二氧化硅將以年均6.7%的速度增長,到2008年其市場份額將達6.16億美元;而電子工業(yè)對化學機械研磨液需求的增長則會刺激氣相法白炭黑需求的快速增長,該市場有望以年均7%的速度增長,到2008年其市場份額將達到4.46億美元;特種二氧化硅中其他的品種如硅膠、熔融二氧化硅等產品市場有望以年均5.7%的速度增長,到2008年的市場份額將達到4.43億美元。——白碳黑的需求趨勢白炭黑從上世紀40年代投入工業(yè)化生產以來,經(jīng)過近60年的應用和研究,已成為橡膠、塑料、造紙、農業(yè)、染料、化妝品、牙膏、涂料、油墨等十幾個領域不可缺少的助劑。隨著其應用領域的擴大,工業(yè)需求量也呈快速增長勢頭,尤其是上世紀80年代中期,白炭黑的生產量遠不能達到工業(yè)生產的需求,至今這一矛盾仍未得到解決。因此,世界各國都在積極研究新的工藝方法,以提高轉化率、降低成本、增加產量。我國非金屬礦資源非常豐富,但目前在眾多非金屬礦的開發(fā)利用過程中,有很多資源都是被加工成附加值低的初級產品,資源未被很好利用。充分開發(fā)利用這些資源,提高資源利用率及經(jīng)濟價值,減少環(huán)境污染,對這些資源進行深加工是其有效途徑之一。白炭黑,又名水合二氧化硅,分子式ＳｉＯ2·ｎＨ2Ｏ,是一種重要的無機化工產品,具有耐高溫、不燃燒、高電絕緣性、多孔性、高表面活性和內表面積大等特點.在橡膠、塑料、農藥、油漆、制藥、造紙、瓷器、日用化學品等各個領域有著廣泛用途。根據(jù)市場研究公司預測,美國特種二氧化硅的銷售額在逐年增加,到2006年銷售額可達13億美元。促使增加的因素主要是高性能輪胎和工業(yè)橡膠制品對二氧化硅的使用量在不斷增加。高分散性二氧化硅的開發(fā)預計能打開美國二氧化硅補強輪胎的市場,但只限于高性能載重汽車輪胎和冬季使用.目前工業(yè)上生產白炭黑的方法可分為氣相法和沉淀法兩類,前者以四氯化硅為原料,成本較高,后者以水玻璃為原料,與無機酸反應制取白炭黑.近年來,隨著改革開放的快速發(fā)展,國內白炭黑產量盡管急劇增長,但仍不能滿足市場需求,需要大量進口.水玻璃是一種重要的化工原料,現(xiàn)有的生產方法主要是以石英砂和純堿為原料,在1400～1500℃的高溫下熔融反應制得,過程存在能耗高、設備費用高等缺點。本項目以煤矸石提取氧化鋁后的一次殘渣為原料，在低溫堿溶液中即可得到水玻璃，水玻璃就地利用生產超細高附加值的二氧化硅產品。超細二氧化硅是一種市場前景好的功能材料，廣泛應用于橡膠、涂料、電子信息、功能化纖、新型塑料、樹脂復合材料，彩色噴墨打印紙、高級陶瓷和特種耐火材料以及醫(yī)藥、農藥、精細化工等領域。2.8項目市場需求分析此項攻關研究緊密結合寧夏社會經(jīng)濟發(fā)展的主體目標，為自治區(qū)黨委和政府提出的“生態(tài)環(huán)境改善與持續(xù)發(fā)展的‘雙贏’目標”提供科技支撐。項目的關鍵創(chuàng)新集成技術可直接服務于寧夏新材料工業(yè)基地的發(fā)展、寧夏煤化工基地的發(fā)展以及保護生態(tài)環(huán)境發(fā)展循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟；可為我區(qū)鋁加工業(yè)培育原料基地。其煤矸石生態(tài)化利用系統(tǒng)技術、模式和經(jīng)驗，具有廣泛的針對性、先進性和適用性。最后，該技術模式、經(jīng)驗對我國及其它國家類似地區(qū)的生態(tài)綜合治理和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展也具有參考和借鑒價值。三、項目的基礎條件：與項目相關的前期工作情況，現(xiàn)有技術基礎和工作基礎，包括前期所取得的成果或技術（工藝）情況，國內外在該技術領域的專利情況，相關領域的試驗及示范基地建設情況，研究開發(fā)隊伍和產學研結合等情況3.1前期工作情況2004年初，我們開始了利用寧夏煤矸石提取氧化鋁的科技攻關研究，到目前小試研究基本完成并取得了新的突破.2005年7月1日通過了科技廳組織的專家驗收.根據(jù)文獻檢索及查新，我們提出的針對不同種類的煤矸石提取氧化鋁的綜合利用工藝方法獨特.先進，并進行了小試,小試成果通過了驗收鑒定.表明應用潛力大,前景廣闊。對多種我區(qū)煤矸石進行了一年多的研究，已經(jīng)打通小試工藝，申報了專利2項。該工藝具有如下優(yōu)點：1.操作簡單、投資少、能得到優(yōu)質鋁鹽。2.整個工藝路線采用閉合循環(huán)，基本符合綠色化要求。3.該工藝耗能低，容易實現(xiàn)產品多元化。這些課題研究使得課題組成員積累了較為豐富的研究開發(fā)經(jīng)驗，將為本攻關研究提供操作性強的技術路線和技術方案，為順利開展本課題研究奠定了良好基礎并將起到不可或缺的技術支撐作用。3.2研究開發(fā)隊伍和產學研結合等情況本課題組是一個具有較高綜合研究能力的科技人員組成，具有長期開展應用基礎和應用開發(fā)研究的豐富經(jīng)驗；積累了較豐富的項目管理及協(xié)調經(jīng)驗，鍛煉和成長了一批科研、工程技術及科研業(yè)務管理復合型人才，具備了進行重大科技攻關項目的決策指揮、路線設計、技術指導、組織實施、協(xié)調管理的經(jīng)驗和能力。因此，具備了聯(lián)合開展課題攻關的基礎條件。同時，課題組在科技廳高新處的指導下，擬以小試成果為基礎，盡快與企業(yè)進行合作，共同承擔、并實施該科技攻關項目。四、項目攻關總體目標，實施年限，具體的考核指標（含主要技術經(jīng)濟指標）及年度計劃安排在實驗室研究工作的基礎上，通過系統(tǒng)集成與創(chuàng)新，中試檢驗和進一步優(yōu)化小試方案，完成兩種針對不同種類的煤矸石提取氧化鋁的綜合利用工藝方法的中試開發(fā)研究，為大規(guī)模推廣應用具有能耗較低、操作簡化、氧化鋁提取率高、殘渣可以用液堿高收率地再提取二氧化硅的綜合技術。六、項目的主要技術特點和創(chuàng)新點，關鍵技術內容，項目實施的技術、工藝路線可能取得的專利(尤其是發(fā)明專利和取得國外專利)及知識產權分析6.1課題的主要技術特點和創(chuàng)新點本課題以實施煤矸石高效綜合利用為目標，通過集成創(chuàng)新，研究煤矸石資源化化利用生產鋁鹽及硅酸鈉等化學品的關鍵技術體系。其酸溶提取法主要技術特點和創(chuàng)新點如下：采用循環(huán)活化酸浸新技術,開發(fā)了以煤矸石（高炭）為原料制取鋁鹽和水玻璃的新工藝。該工藝基本無三廢，為新型綠色化工藝。該新工藝即使對高碳煤矸石也不需焙燒，節(jié)省能源，工藝簡單，減除污染，可系統(tǒng)得到鋁鹽、硅酸鹽和低灰炭。該法鋁、硅元素及炭份得到高效分離提取。其氧化鋁提取率大于90%，氧化硅提取率大于90%，炭分不被燃燒而最后100%回收。該法對煤矸石原料沒有特殊要求，對原料的適應性強，對煤系高嶺石提取率更高，可以達92%以上。(5)所得鋁鹽產品質量符合國標精制一級標準。其低溫鹽熔提取法主要技術特點和創(chuàng)新點如下：該法實現(xiàn)了酸鹽聯(lián)合提取氧化鋁工藝的閉路循環(huán)，氧化鋁提取率高、殘渣同時以低能耗獲得硅酸鹽。該新工藝對煤系高嶺石中鋁、硅元素得到高效分離提取。其氧化鋁提取率大于90%，氧化硅提取率大于90%。以上創(chuàng)新點突出表現(xiàn)在以較低的能耗和原料消耗、比已有方法高出約40%的提取率獲得優(yōu)質的鋁鹽，為生產化學品氧化鋁提供低成本的前提原料。6.2關鍵技術內容：煤矸石中鋁、硅及炭份高效提取分離的技術工藝。獲得優(yōu)質鋁鹽、硅酸鹽的配套工藝及其設備。集成出具有良好經(jīng)濟效益的綠色化的循環(huán)工藝與技術。6.3課題實施的技術路線實行跨行業(yè)、跨學科、跨所有制形式的大聯(lián)合，充分發(fā)揮各方面的優(yōu)勢，緊緊圍繞資源合理利用開發(fā)這一主題，建立符合寧夏實際的產業(yè)技術支撐體系，以加速開發(fā)具有自主知識產權的核心技術為目的，同時大力組裝配套和推廣應用現(xiàn)有成熟的科技成果和適用技術，有計劃地組織開展科技攻關，解決實現(xiàn)產業(yè)化中迫切需要解決的技術關鍵和難題。（1）收集和集成國內外現(xiàn)有科技成果，進行組裝配套，優(yōu)化組合，升華為新的、具有更好技術效果和經(jīng)濟效益的創(chuàng)新技術。在過去的幾十年中，國內外已經(jīng)積累了大量的科技信息和技術成果，這些研究成果雖然還未解決本項目所涉及的科技問題，但其中有不少的科學原理、基礎數(shù)據(jù)、實用技術是可以借鑒和采用的。在前人工作的基礎上，因地制宜地加以改進和創(chuàng)新，再進行選擇和組裝，就有可能形成本項目所需要的技術，以達到事半功倍的目的。本項目將力求創(chuàng)新，盡可能不重復已有的研究內容。在這方面，將著重于某些技術的深入研究與實用與開發(fā)。（2）將市場需求與技術開發(fā)相結合，組織多學科、多層次聯(lián)合攻關，進行縱向與橫向協(xié)作，從現(xiàn)有技術的消化、引進、組裝及集成，到新的實用技術的開發(fā)集成與應用，形成一個有機的整體，研究我區(qū)煤矸石資源合理利用的關鍵技術，力求技術成果的先進性與實用性結合。本項目涉及的研究內容具有很高的綜合性，需要多學科的協(xié)作研究。在合作過程中，將不斷地對研究內容和目標進行調整，力求推出先進的、合理的、滿足需求的技術成果。6.4課題可能取得的專利及知識產權分析課題已經(jīng)申報2項發(fā)明專利。該自主知識產權將作為核心技術為成果產業(yè)化提供科技支撐和技術保障。開發(fā)成果歸合作單位共享。七、項目的可操作性7．1與相關科技計劃內容的銜接本課題為已經(jīng)驗收的自治區(qū)級科技攻關研究項目的擴大和銜接，這些相關研究計劃內容為本課題的開展奠定了良好基礎。7.2組織管理措施本課題由科技廳組織、協(xié)調相關單位進行實施，并對課題實行監(jiān)理及定期檢查和評估。作為區(qū)級重大科技攻關課題，為做到人才、技術、資金高度集成，科技、工程和產業(yè)的密切結合，工程化與示范化、研究與推廣同步進行，必須建立課題組織管理機構，做到分層管理、各負其責、有章可循。(1)成立由自治區(qū)科技廳主管領導牽頭，課題承擔單位領導、課題主持人參加的課題協(xié)調領導小組，負責課題的總體宏觀指導和對重大問題做出決策，包括組織協(xié)調，配套資金的落實、監(jiān)督使用，課題進展的檢查管理等，保證技術指標和試驗的完成。(2)成立由課題實施的企業(yè)領導掛帥，各業(yè)務部門領導和課題負責人參加的試驗領導小組，其職責是組織協(xié)調有關科技力量和有關的資金與設備等，支持試驗完成。(3)成立課題負責人為核心的課題組，將課題分解為2個子專題，研究任務落實到人，實行執(zhí)行人對子專題主持人負責、子專題負責人對課題組長負責制的課題管理機制。(4)成立由區(qū)內外知名專家組成的課題專家顧問組和實施方案的技術審定和指導。7.3項目具備了通過公開招投標方式選擇攻關合作單位的條件，可以進行公開招投標。九．預期成果(經(jīng)濟、社會、環(huán)境分析，與國內外同類產品或技術的競爭力分析，成果應用和產業(yè)化前景分析)9.1項目預期成果的經(jīng)濟、社會與環(huán)境效益分析本課題的預期成果是：開發(fā)出具有自主知識產權的煤矸石提取氧化鋁、氧化硅、炭分等的關鍵技術和示范樣板，為