高鋁粉煤灰綜合利用
研發機構
粉煤灰綜合利用工程技術研發中心成立于2018年7月,重點研究課題和核心目标是:通過對粉煤灰綜合利用技術研發并進行産業化應用,對燃煤發電形成的固廢排放的粉煤灰進行資源化利用,生産高附加值的鑄造鋁矽合金及綠色環保的副産品。
中心現有全職科研人員23人,高級技術顧問5人。碩士以上學曆11人,高級以上技術職稱6人。中心下設标準化研發實驗室、檢測分析室、熔鹽電解放大實驗室、粉煤灰除雜放大實驗室,總面積約2000平方米。檢測分析室配備了世界一流的檢測設備,主要有帕納科銳影X射線粉末衍射儀(Empyrean3 XRD)、賽默飛電感耦合等離子體發射儀(ICP7200)、賽默飛X射線熒光光譜儀(XRF4200)、賽默飛原子吸收光譜儀(ice3000)、馬爾文激光粒度儀(Mastersizer3000)等,可以較好地滿足粉煤灰技術研發檢測需求。
中心與東北大學合作成立“粉煤灰綜合利用熔鹽電解工程技術聯合研發實驗室”,與華東理工大學合作成立“粉煤灰綜合利用工程技術聯合研發實驗室”,與上海交通大學合作成立“高端鋁合金材料工程技術聯合研發實驗室”,聯合開展粉煤灰提取鋁矽氧化物、熔鹽電解鋁矽合金、高性能鋁合金制備等。
研發成果
高鋁粉煤灰是煤炭資源開發利用過程中産生的主要固廢之一,中國每年的處理量高達數十億噸。高鋁粉煤灰富含鋁矽锂镓等多種有價元素,協同提取是高值化利用的重要方向,但現有技術反應條件苛刻、多元素協同提取難、緻使高鋁粉煤灰綜合利用率低,效益不顯著,難以大規模推廣應用,如何變廢為寶成為一個世界性難題。
當前在實驗室成功的技術路線有預脫矽-堿石灰燒結法、鹽酸法和石灰石燒結法,但缺點也很明顯:生産流程過長、生産成本增加、能耗增加、單位投資成本過高等。
近年來,公司持續強化技術攻關,創新工藝路線,在粉煤灰提取鋁基氧化物和冶煉鋁矽合金方面取得重大突破。研發團隊通過基礎實驗和放大實驗,利用粉煤灰成功制備出了鋁矽合金,各項質量指标達到國際領先水平。同時還制備出部分矽含量高于12%的過共晶鋁矽合金,該合金應用在汽車發動機、電子、航空、軍工等領域,比共晶鋁矽合金具有更高的經濟價值,該研發項目已被列入自治區“科技興蒙”重大專項。
相比較傳統的技術路線,新技術實現了鋁、矽資源同步利用,大幅度提高利用效率,流程更短,成本更低;利用粉煤灰搞鋁基合金市場需求量大,可創造更加高的價值;粉煤灰中幾乎所有物料成份均做成了高附加值的主産品和附加值較高的副産品,基本上達到零排放、淨利用,環保優勢突出。
項目實現産業化後,不僅可以有效解決大量燃煤電廠粉煤灰固廢排放問題,還可以低成本地解決國内鋁産業發展所需要的原料供應問題,更重要的是,可以彌補國内鋁土礦資源的不足,減少對國外鋁土礦的依賴,同時規避鋁土礦進口方面存在的斷供等風險,提高我國鋁工業發展的戰略安全性。