拜耳法生產(chǎn)氧化鋁第一章緒論.ppt

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第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一 歷史沿革從19世紀初開始 從金屬的概念中分離出輕金屬 所謂輕金屬 通常指比重小于3 5的金屬 一般指鋁 鎂 鈹 堿金屬和堿土金屬 世界氧化鋁工業(yè)有著近百年的歷史 法國薩林得廠被認為是氧化鋁工業(yè)的誕生地 第一個氧化鋁生產(chǎn)方法 燒結法就是1856 1860年在這里研究出來的 1856年查得力提出鋁土礦 蘇打燒結法生產(chǎn)氧化鋁 1880年優(yōu)列兒提出進一步添加石灰石 后來又改為添加石灰 以至于發(fā)展成為今天的燒結法 1889 1892年奧地利人拜爾發(fā)明了用苛性堿溶液直接溶出鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的拜爾法 為氧化鋁的迅速發(fā)展和大規(guī)模生產(chǎn)開辟了道路 1904年世界氧化鋁產(chǎn)量僅為1000噸 1941年發(fā)展為100萬噸 到1987年的資料統(tǒng)計 世界上有25個國家的41家公司82家氧化鋁廠生產(chǎn)氧化鋁 總年產(chǎn)能為4300萬噸 二 世界鋁土礦及氧化鋁的生產(chǎn)情況隨著世界經(jīng)濟持續(xù)增長 世界鋁生產(chǎn) 消費也呈現(xiàn)不斷上漲趨勢 過去10年 原鋁生產(chǎn)和消費增長率均超過3 預計這種趨勢將繼續(xù)保持下去 的鋁的生產(chǎn)占世界鋁產(chǎn)量的70 左右 廢鋁的回收占30 左右 世界鋁土礦及氧化鋁生產(chǎn)消費貿(mào)易情況1 世界鋁土礦儲量和分布世界鋁土礦資源豐富 資源保證度很高 按世界鋁土礦產(chǎn)量計算 靜態(tài)保證年限在200年以上 據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局估計 2001年世界鋁土礦資源量約為550 750億噸 主要分布在南美洲 33 非洲 27 亞洲 17 大洋洲 13 和其他地區(qū) 10 從國家看 幾內(nèi)亞 澳大利亞兩國的儲量約占世界儲量的一半 南美的巴西 牙買加 圭亞那 蘇里南約占世界儲量的四分之一 此外 據(jù)近年的報道 越南也有豐富的鋁土礦資源 估計儲量在80億噸左右 2 鋁土礦生產(chǎn)隨著鋁應用的領域不斷擴展 鋁土礦的開采量也不斷增長 1990年世界鋁土礦的產(chǎn)量為11285萬噸 復合增長率為2 世界主要的鋁土礦生產(chǎn)國有20多個 規(guī)模型礦山80多座 主要的鋁土礦生產(chǎn)國有澳大利亞 幾內(nèi)亞 巴西和牙買加等 2001年 以上4國的鋁土礦產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的70 其中 澳大利亞產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的38 5 幾內(nèi)亞占13 巴西占9 6 牙買加占8 9 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 3 氧化鋁生產(chǎn)目前 全球在生產(chǎn)的氧化鋁廠共有65個 分布在30個國家和地區(qū) 截至2001年底 世界氧化鋁生產(chǎn)能力為6100萬噸 世界氧化鋁生產(chǎn)能力為6100萬噸 年 氧化鋁產(chǎn)量為5420萬噸 主要生產(chǎn)國為澳大利亞 美國 中國 巴西 牙買加 以上5國產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60 其中澳大利亞產(chǎn)量占世界產(chǎn)量三分之一 4 鋁土礦和氧化鋁消費92 的鋁土礦用于生產(chǎn)冶金用氧化鋁 其余8 用于耐火材料 按1噸氧化鋁生產(chǎn)需要消耗2 2噸鋁土礦考慮 2001年全球鋁土礦的消耗量約為11924萬噸 尚有部分盈余 2001年世界拉化鋁消費量為5233 3萬噸 其中 冶金用氧化鋁消費量約為4770萬噸 非冶金用氧化鋁消費為435 2萬噸 有183 7萬噸的盈余 5 鋁土礦和氧化鋁貿(mào)易目前 鋁土礦的國際貿(mào)易形式以長期合同為主 通過跨國公司之間協(xié)商進行 在定價方面 幾內(nèi)亞的Boke礦的售價起到主導作用 鋁土礦的主出口國為幾內(nèi)亞 巴西 牙買加和委內(nèi)瑞拉等 以上4國的出口量約占世界鋁土礦出口量的80 左右 進口鋁土礦的主要國家是北美的美國 加拿大和西歐的工業(yè)化國家 這兩地區(qū)每年進口的鋁土礦數(shù)量占世界進口量的70 左右 氧化鋁產(chǎn)量占世界氧化鋁產(chǎn)量的30 以上 美國作為最大的鋁消費國 除在資源國設立生產(chǎn)設施外 也大量進口鋁土礦在本土生產(chǎn)氧化鋁 在世界鋁土礦貿(mào)易中 美國是最大的進口國 2001年進口鋁土礦950萬噸 氧化鋁的國際貿(mào)易總量約為1700萬噸 年 約占世界冶金用氧化鋁產(chǎn)量的30 大多數(shù)以長期合同形式實現(xiàn) 澳大利亞是世界上第一大氧化鋁出口國 每年出口量達到800 900萬噸 占國際貿(mào)易量的50 其他重要的出口國有巴西 牙買加 蘇里南等 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 三 現(xiàn)狀供需矛盾表現(xiàn)更加突出海外鋁資源開發(fā)迫在眉睫今年以來 隨著氧化鋁價格走高 供應緊張 刺激了國內(nèi)企業(yè)建設氧化鋁廠的熱情 盡管規(guī)劃項目緊鑼密鼓 但對投資者來說 在面對鋁土礦資源先天不足導致成本上升的同時 也不能忽視對短缺的礦產(chǎn)資源過早過度開發(fā)帶來的負面影響 對此 業(yè)內(nèi)人士提出 最大限度利用國外低成本鋁土礦氧化鋁資源成為當務之急 中國氧化鋁資源短缺問題由來已久 近期供需矛盾表現(xiàn)得更加突出 業(yè)內(nèi)人士預測 未來3 5年形勢仍然不會有根本緩解 甚至還會有所惡化 在國際市場上 中國企業(yè)叫買聲不斷 現(xiàn)貨價格一再被炒高 在國內(nèi) 氧化鋁新的規(guī)劃項目緊鑼密鼓 不時涌現(xiàn) 中國氧化鋁市場成為世界關注的一個焦點 眾所周知 我國鋁土礦資源整體條件不好 主要是低品位礦石比例大 鋁硅比偏低 導致氧化鋁生產(chǎn)工藝復雜 能耗高 成本高 而今年以來 隨著氧化鋁價格走高 供應緊張 刺激了國內(nèi)企業(yè)建設氧化鋁廠的熱情 據(jù)北京安泰科信息公司初步調(diào)查 國內(nèi)除中國鋁業(yè)公司外 還有12個氧化鋁項目開始前期運作 有5 6個項目進入實質(zhì)操作階段 其中不乏具備基本條件能取得一定投資收益的項目 但多數(shù)項目未進行深入論證 特別是對全球氧化鋁工業(yè)競爭力進行分析比較 具有一定盲目性 從全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略角度出發(fā) 解決中國對鋁資源的巨大需求和自身鋁土礦資源短缺這一矛盾的重要途徑是樹立中國鋁資源全球戰(zhàn)略理念 實施 走出去 戰(zhàn)略 最大限度利用國外低成本鋁土礦氧化鋁資源 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 最大限度利用國外低成本鋁土礦氧化鋁資源是長期戰(zhàn)略全球鋁工業(yè)跨國投資正在成為普遍趨勢 特別是跨國公司 已經(jīng)完全實現(xiàn)全球產(chǎn)業(yè)布局 在氧化鋁方面 美國鋁業(yè)公司在本土的氧化鋁的產(chǎn)量只占其總產(chǎn)量10 在澳大利亞的產(chǎn)量占60 并在巴西 牙買加 蘇里南 德國 幾內(nèi)亞 西班牙 中國等控制相應產(chǎn)能 加拿大鋁業(yè)公司在本土的產(chǎn)量只占27 在澳大利亞的產(chǎn)量占57 在巴西 牙買加也有16 的產(chǎn)量 全球第三大鋁業(yè)公司挪威海德魯公司在本土設有氧化鋁廠 2002年 澳大利亞氧化鋁產(chǎn)量占全球的30 左右 而電解鋁只占7 美國氧化鋁產(chǎn)量占全球7 8 而電解鋁產(chǎn)量占到10 左右 2002年俄羅斯氧化鋁產(chǎn)量310萬噸 而電解鋁產(chǎn)量達335萬噸 氧化鋁的自給率也不足50 電解鋁方面 美鋁60 的產(chǎn)量分布在美國之外的10個國家 加鋁有近40 的產(chǎn)量來自加拿大之外的6個國家 海德魯與普基的電解鋁產(chǎn)能也分別分布在5和6個國家 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 全球鋁工業(yè)發(fā)展的實踐證明 鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)布局正在發(fā)生積極而深刻的變化 呈現(xiàn)新的特點 鋁土礦 氧化鋁工業(yè)在資源條件好的澳洲 拉美得到發(fā)展 產(chǎn)業(yè)集中度增加 電解鋁正在向能源條件比較好的發(fā)展中國家進行轉(zhuǎn)移 鋁業(yè)的跨國投資和全球資源配置已經(jīng)成為推動行業(yè)發(fā)展的重要力量 抓緊時機 把握機遇 加快利用國外鋁土礦 氧化鋁資源從目前掌握的信息及情況初步分析 海外鋁資源開發(fā)是可行的 全球鋁資源儲量豐富 保障程度較高據(jù)美國地調(diào)局資料 2000年世界鋁土礦儲量為240億噸 基礎儲量340億噸 資源量650億噸 世界人均儲量3947公斤 人 基礎儲量與儲量之比為1 42 鋁土礦產(chǎn)量1 36億噸 儲產(chǎn)比為177 自二次世界大戰(zhàn)結束至今 全球鋁土礦基礎儲量增長超過20倍 20世紀90年代鋁土礦儲量進入增長階段 鋁土礦儲產(chǎn)比一直為185 210 世界鋁土礦資源保證程度很高 如果考慮到高于儲量50 左右的基礎儲量 前景令人樂觀 在鋁礦產(chǎn)資源分布方面 幾內(nèi)亞的儲量及基礎儲量分別為74億噸和86億噸 占世界基礎儲量的25 29 居世界首位 基礎儲量占世界前位的其他國家是 澳大利亞 20 59 巴西 14 41 牙買加 5 88 等 據(jù)世界金屬統(tǒng)計局資料 目前全球有20多個國家采掘鋁土礦 2002年鋁土礦產(chǎn)量達1 41億噸 集中于澳大利亞 38 2 幾內(nèi)亞 12 25 巴西 9 32 牙買加 9 28 印度 6 56 中國 5 59 委內(nèi)瑞拉 3 68 俄羅斯 3 18 哈薩克斯坦 0 30 及蘇里南 0 27 等國家 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 全球低成本氧化鋁生產(chǎn)優(yōu)勢明顯 擴建新建潛能巨大目前全球氧化鋁生產(chǎn)廠家有65個 總產(chǎn)能6100萬噸左右 平均生產(chǎn)規(guī)模達到95萬噸 2001年 2002年氧化鋁總產(chǎn)量分別為5419萬噸和5663萬噸 由于各氧化鋁廠所采用的鋁土礦資源條件不同 加之投資成本及建廠時間等多種因素 各氧化鋁廠生產(chǎn)成本差距極大 2001年經(jīng)營成本最低的為88美元 噸 Pinjarra 最高的為223美元 噸 全球平均經(jīng)營成本為150美元 噸 而澳大利亞氧化鋁廠成本卻相對較低 其6家氧化鋁廠產(chǎn)量占世界29 1 而平均經(jīng)營成本卻不到110美元 噸 主要原因是其鋁土礦資源條件好 并且供礦成本低 澳大利亞的五大鋁土礦均被跨國公司獨立控制或聯(lián)合控制 鋁土礦鋁硅比為10 20 值得我們關注的是 隨著電解鋁工業(yè)的發(fā)展 國外氧化鋁的產(chǎn)能會繼續(xù)增長 目前 除中國外 新開工建設的項目只有科馬爾克在澳大利亞昆士蘭的CAR項目 其140萬噸 年產(chǎn)能將于2004年底投產(chǎn) 但是 國外目前擴建項目還有近200萬噸 年 此外 還有至少10多個規(guī)劃建設的新建擴建項目 主要集中在澳大利亞 幾內(nèi)亞 越南 印度 巴西 牙買加等具有低成本國家 據(jù)預測 國外低成本氧化鋁產(chǎn)能擴張潛能巨大 超過1500萬噸 年 一旦有確定的市場需求和出現(xiàn)嚴峻的競爭形勢 這些產(chǎn)能可能被激發(fā) 一些項目會在相對短的時間內(nèi)實現(xiàn)達產(chǎn) 由于一部分項目已擁有基本建設條件或一定生產(chǎn)規(guī)模 再度擴產(chǎn)后成本會更有競爭力 對新項目來說 最大的問題是市場需求問題 解決這一問題的最佳選擇是能在中國或其他市場找到穩(wěn)定的用戶 這為中國企業(yè)利用國外資源 以多種方式參與新項目提供了最大可能 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 中國企業(yè)要把握若干新項目的發(fā)展機遇中國要擴大國外氧化鋁資源供應 要想在現(xiàn)有市場供應鏈中獲得新的供應量是比較困難的 因為 全球氧化鋁一體化市場份額的比例為56 即這部分氧化鋁主要在聯(lián)合企業(yè)的內(nèi)部進行平衡 此外 還有15 20 的資源已經(jīng)以各種方式簽訂了定向的中長期合同 只有25 30 左右的氧化鋁是以短期合同或現(xiàn)貨方式銷售的 況且 這部分合同多以年度指標形式進行銷售 多被西方幾家大型貿(mào)易商憑借實力所控制 中國企業(yè)要想在現(xiàn)有市場規(guī)模中獲得低成本資源難度較大 因此 要集中力量占有正在增加或計劃增加的資源 目前 澳大利亞 越南 印度 幾內(nèi)亞都有條件較好的鋁土礦資源亟待開發(fā) 當?shù)卣疄槲龂馄髽I(yè)開發(fā) 在基礎設施建設 稅收政策方面都有一些優(yōu)惠政策 并將實行項目招標 有的還特別希望中國企業(yè)參與 同時 美鋁 加鋁 必和必拓 科馬爾克等公司都有正在啟動或計劃啟動新的擴建項目 在這些項目中 中國企業(yè)都有參與的機遇 需要認真研究與把握 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 四 發(fā)展趨勢流程工業(yè)是對生產(chǎn)過程為連續(xù)或半連續(xù)的工業(yè)企業(yè)的總稱 氧化鋁生產(chǎn)是連續(xù)過程 屬典型的流程工業(yè) 它不僅對流程中各工序本身有實現(xiàn)自動控制的需求 而且與其上下游工序的物流在質(zhì)與量等方面都有直接的關聯(lián) 所以還必須從整個生產(chǎn)流程的全局 統(tǒng)籌對各工序的控制需求和信息交換需求進行優(yōu)化 我國氧化鋁工業(yè)受資源限制 大多不能簡單地采用國外普遍應用的拜耳法工藝 因此 不能直接套用國外已成功應用的相關自控技術 更不可能依靠國外開發(fā)適合我國氧化鋁生產(chǎn)工藝的自控技術 而只能靠我們自己 加入WTO后 我國鋁廠必須從氧化鋁的產(chǎn)量 質(zhì)量 能耗 勞動生產(chǎn)率 經(jīng)營成本 環(huán)境保護等方面提升其競爭力 實現(xiàn)自動化是重要途徑之一 但目前我國氧化鋁生產(chǎn)自動化水平較低 迫切需要采用工業(yè)自動化高新技術成果 提升我國氧化鋁生產(chǎn)的自動化水平 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一 現(xiàn)狀與差距我國氧化鋁工業(yè)大部分以高鋁 高硅 低鐵 難溶出的一水硬鋁石為原料 采用堿石灰燒結法和混聯(lián)法工藝 與國外采用三水軟鋁石為原料的拜耳法工藝相比 不利于信號檢測和實現(xiàn)自動化 這主要因為工藝流程更為復雜 混聯(lián)法工藝中還有3處物流交叉 對上下游工藝的銜接質(zhì)量的要求更高 且能耗高 結疤嚴重 使自動檢測和控制的難度加大 我國氧化鋁生產(chǎn)應用過程控制技術起步于20世紀80年代 近20年來 各廠已經(jīng)做了大量的工作 在信號檢測方面 山東和鄭州鋁廠采用中子活化分析儀進行生料漿組分的在線分析 山西鋁廠采用從匈牙利引進的鋁酸鈉溶液在線分析儀對蒸發(fā)母液進行檢測 山東 中州鋁廠采用紅外測溫技術對大窯燒成帶溫度進行檢測 鄭州鋁廠采用攝像儀和溫度圖像分析技術 檢測大窯燒成帶溫度并了解結圈狀況 各廠均已大量采用放射線密度計 雷達物位計 超聲料位計 放射線料位計等非接觸式檢測儀表 在控制方面 通過采用DCS 對大窯 石灰爐 溶出 分解 蒸發(fā) 焙燒等主要工序?qū)崿F(xiàn)了常規(guī)控制 PLC的應用較為普遍 在信息集成方面 鄭鋁和貴鋁已走出了一大步 采用拜耳法工藝的平果鋁廠 通過引進5家公司的自動化技術 已達到較高的自動化水平 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 但是 與國外先進水平相比 目前我國氧化鋁廠在自動化方面仍存在較大的差距 這主要表現(xiàn)在以下3個方面 1 檢測水平亟待提高由于氧化鋁生產(chǎn)流程中的很多檢測點具有高溫 高壓 易結疤 易磨損 強腐蝕等特點 要求某些在線儀表能在惡劣的使用環(huán)境下長期可靠地運行 其中有的參數(shù)測量可以通過引進儀表來解決 有的可以通過非接觸式測量儀表進行檢測 有的可以采用軟測量技術 如大窯燒成帶溫度 蒸發(fā)母液濃度等的檢測 對于那些早期建設的項目 很多儀表需要更新?lián)Q代 有些在當時尚無法檢測的參數(shù) 如今已能實現(xiàn) 現(xiàn)場總線技術在數(shù)字化 智能化 抗干擾 信息集成化等方面具有很大的優(yōu)勢 在國內(nèi)化工 石油 鋼鐵 熱電等領域已有不少成功應用的先例 而在氧化鋁行業(yè)還未見其應用 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 2 DCS應用中尚未實現(xiàn)過程優(yōu)化某些工序盡管采用了功能強大的DCS 但是應用軟件的開發(fā)水平還較低 一般只是按供貨廠家提供的軟件平臺完成組態(tài)和簡單的PID調(diào)節(jié) 實現(xiàn)常規(guī)監(jiān)控 談不上過程優(yōu)化 更談不上本工序與上下游工序的優(yōu)化銜接 因此迫切需要應用先進控制技術 對多變量強耦合系統(tǒng)開發(fā)數(shù)學模型 研制高水平的應用軟件 3 沒有建立全生產(chǎn)過程的執(zhí)行系統(tǒng) MES 目前國內(nèi)氧化鋁廠雖在某些工序?qū)崿F(xiàn)了自動控制 但多是自成系統(tǒng) 形成若干個自動化孤島 特別是不同工序采用不同廠家的主控設備時 受當時技術的局限 在參數(shù)控制和信息方面 彼此不相往來 與此同時 生產(chǎn)過程的信息管理 也僅限于本工序有限的信息 缺乏對整個生產(chǎn)流程實現(xiàn)物料控制 成本控制 質(zhì)量控制 設備監(jiān)控等進行優(yōu)化調(diào)度和科學決策的信息基礎 更缺乏行之有效的分析手段 有的廠雖然從硬件角度講已經(jīng)建成了MES系統(tǒng) 但因缺少基礎信息和分析手段 遠遠沒有發(fā)揮其作用 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 二 實現(xiàn)綜合自動化所需的基本條件已經(jīng)具備目前 我國氧化鋁工業(yè)的產(chǎn)量 質(zhì)量已成為制約生產(chǎn)發(fā)展的瓶頸 加入WTO后 我國的氧化鋁工業(yè)在成本方面也將成為突出問題 因此 當務之急是把氧化鋁生產(chǎn)綜合自動化提到重要位置 以提升我國氧化鋁工業(yè)的競爭力 實現(xiàn)綜合自動化所需的硬件條件已經(jīng)具備 無論是進口的還是國產(chǎn)的DCS 都能為綜合自動化提供可靠的硬件平臺 大部分檢測儀表都可以現(xiàn)購解決 不能直接檢測的參數(shù)還可以通過軟測量技術解決 與自動控制相配套的電氣設備如變頻調(diào)速裝置等都是成熟可靠的 DCS的軟件平臺功能強大 各種應用軟件開發(fā)工具 網(wǎng)絡技術與設備都很完備 可隨意選擇 剩下的問題就是采用先進控制策略開發(fā)高性能的應用軟件 對于先進控制 目前尚無準確完整的定義 但其特點和實際應用價值已為業(yè)內(nèi)所矚目 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的處理單變量的控制技術 不能滿足多變量強耦合的復雜過程對控制和優(yōu)化的要求 20世紀80年代末 以多變量預測控制與優(yōu)化控制為主要特征的先進控制技術 首先在石油 化工 鋼鐵等行業(yè)得到了廣泛應用 90年代 以多變量解耦 推斷控制和預估 多變量約束控制 預測控制 人工神經(jīng)元網(wǎng)絡控制等先進控制技術為代表 實現(xiàn)了過程優(yōu)化控制 在此基礎上 將生產(chǎn)調(diào)度 計劃優(yōu)化 經(jīng)營管理與決策納入進來 形成了綜合自動化 與傳統(tǒng)的PID控制不同 先進控制是一種基于模型和知識的控制策略 它以現(xiàn)代控制理論和人工智能為基礎 在常規(guī)控制之上建立動態(tài)協(xié)調(diào)約束控制 以適應實際生產(chǎn)過程的動態(tài)特性 如模型預測 推斷控制 智能控制 模糊控制 無模型自適應控制等 對于氧化鋁生產(chǎn)過程中的大時滯 多變量強耦合 被控變量與控制變量存在各種約束等工況 先進控制可以在該領域大顯身手 解決常規(guī)控制所無法解決的問題 實施了過程控制軟件后 下一步就是在此基礎上建立計算機網(wǎng)絡 利用基礎信息建立相關的管理信息系統(tǒng) 該系統(tǒng)不僅具備常規(guī)的信息處理能力 還應該具備對整個生產(chǎn)過程和管理等的分析決策能力 這就形成了整個氧化鋁生產(chǎn)綜合自動化系統(tǒng) 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 三 實施策略實施綜合自動化的基本原則是 效益驅(qū)動 指導方針是 先下后上 先易后難 重點突破 工作的出發(fā)點和落腳點 都應該是獲取最大的經(jīng)濟效益 即解決目前存在的問題 使之在產(chǎn)量 質(zhì)量 成本等方面 都能產(chǎn)生明顯的效果 這就是 效益驅(qū)動 先下后上 是指在組成的綜合自動化計算機網(wǎng)絡拓撲結構中 應先從最下層的現(xiàn)場信號檢測開始 進而實施現(xiàn)場過程控制系統(tǒng) 使處于上層的生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)能夠獲取足夠的 可靠的 自動生成的基礎信息 否則MES成了空中樓閣 不能創(chuàng)造經(jīng)濟效益 先易后難 是指在諸多現(xiàn)場控制子系統(tǒng)中 應根據(jù)本廠的實際基礎條件 選擇那些經(jīng)過短期努力就能完成并見效的子項 先行實施 積累經(jīng)驗 為以后攻克較難的子項奠定技術基礎 重點突破 是指那些在整個流程中卡脖子的重要工序 應盡早投入人力 物力進行攻關 使整個系統(tǒng)的效益更為明顯 在實施生產(chǎn)自動化系統(tǒng)過程中 必將涉及到原有設備甚至局部系統(tǒng)的改造 如取消一些易結疤流程中的閥門 改為變頻調(diào)速系統(tǒng) 對于大型專用設備的故障檢測 需要安裝必要的傳感器或監(jiān)控裝置 增加對電 水 汽 壓縮空氣等計量的裝置 等等 在實施MES過程中 除實施好生產(chǎn)自動化系統(tǒng)之外 還必然涉及上下左右各部門之間的信息交換 管理與決策的優(yōu)化 甚至涉及到現(xiàn)有各部門的設置和職責 以上這些 都需要廠領導加以組織 協(xié)調(diào) 統(tǒng)籌運作 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 四 綜上所述 綜合自動化是提升我國氧化鋁工業(yè)競爭力的重要途徑 目前我國氧化鋁工業(yè)的自動化水平較低 亟待以先進控制技術實施改造 國家計委已批準在山西鋁廠實施 氧化鋁生產(chǎn)過程綜合自動化技術產(chǎn)業(yè)化示范工程 相信 通過多方的密切合作 該項目定能取得成功 為推動氧化鋁工業(yè)的技術進步 為先進控制技術在我國氧化鋁工業(yè)中的推廣應用 起到示范作用 五 我國鋁工業(yè)的環(huán)境 政策與發(fā)展自20世紀80年代我國在有色金屬行業(yè)提出 優(yōu)先發(fā)展鋁工業(yè) 的戰(zhàn)略發(fā)展方針以來 我國鋁工業(yè)有了長足的發(fā)展 2001年 國內(nèi)氧化鋁產(chǎn)量達到了472萬噸 居世界第三位 電解鋁產(chǎn)量達到了342萬噸 居世界第一位 鋁加工材產(chǎn)量為231萬噸 居世界第三位 我國已經(jīng)成為世界鋁工業(yè)大國 盡管我國已經(jīng)成為世界鋁工業(yè)大國 但目前鋁產(chǎn)品在國際市場上的競爭力仍然不強 氧化鋁原料對海外資源的依賴程度不斷增加 在我國加入WTO并進一步融入世界經(jīng)濟一體化的背景下 通過加強國際合作 積極利用兩個市場 兩種資源 發(fā)揮我國鋁工業(yè)的規(guī)模優(yōu)勢 提升國際競爭力是我國鋁工業(yè)的必然選擇 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一 我國鋁工業(yè)的發(fā)展環(huán)境正在發(fā)生積極變化隨著科學技術的發(fā)展 鋁的應用領域也在不斷拓展 在過去的10年中 世界原鋁消費量一直保持著上升趨勢 年均增長率為1 9 1 市場需求的增長將推動我國鋁工業(yè)發(fā)展在過去的10年中 我國市場對鋁的需求量大幅增長 1990年國內(nèi)市場電解鋁消費量只有76萬噸 而2001年猛增至360萬噸以上 年均遞增率超過了16 高于同期國內(nèi)電解鋁產(chǎn)量13 3 的增長速度 從而為鋁工業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場空間 隨著我國逐漸成為世界工業(yè)產(chǎn)品的制造中心 國內(nèi)市場對鋁產(chǎn)品的需求還將進一步增長 預計2005年前后鋁的需求量將達到550萬噸左右 2 電力工業(yè)結構調(diào)整改善了鋁工業(yè)的能源供應環(huán)境近幾年我國加大了對電力體制的改革力度 調(diào)整了電力工業(yè)結構 形成了電力市場競爭日趨激烈的新格局 很多在電力供應短缺時代建設的發(fā)電廠面對激烈的競爭 紛紛建設高能耗的電解鋁廠 從而推動了多種形式的鋁電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)營 大大改善了電解鋁生產(chǎn)的用電環(huán)境 明顯降低了電解鋁生產(chǎn)用電價格 據(jù)統(tǒng)計 我國電解鋁生產(chǎn)企業(yè)外購電價的平均水平已經(jīng)由1997年0 35元 千瓦時 下降至2001年的0 30元 千瓦時 下降了15 并且呈進一步下降的趨勢 目前特別是國內(nèi)新建 或擴建 電解鋁生產(chǎn)企業(yè)一般均采用鋁電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)營方式 更有一些新增生產(chǎn)能力采用煤電鋁聯(lián)產(chǎn)聯(lián)營 水電鋁聯(lián)產(chǎn)聯(lián)營方式 用電價格更低 所以預計2005年前后 我國電解鋁生產(chǎn)企業(yè)外購電價的平均水平有可能降低至0 25元 千瓦時 這為鋁工業(yè)的發(fā)展提供了更加廉價的電力供應 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 3 經(jīng)濟全球化為我國鋁工業(yè)提供了新的發(fā)展機遇面對經(jīng)濟全球化趨勢 最近十幾年來 世界各國均加快了產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整步伐 在經(jīng)濟結構調(diào)整中 遠東及東南亞地區(qū)制造業(yè)迅速發(fā)展 并成為世界主要原鋁消費區(qū)域之一 據(jù)統(tǒng)計 2001年遠東及東南亞地區(qū) 不包括中國 原鋁消費量超過了330萬噸 占當年全球消費量的15 但是 在世界經(jīng)濟結構調(diào)整中 我國周邊的遠東地區(qū)及東南亞國家的電解鋁工業(yè)不僅沒有得到發(fā)展 而且日本還淘汰了絕大部分電解鋁生產(chǎn)能力 這樣就為我國電解鋁工業(yè)提供了有利的國際市場環(huán)境 我國鋁工業(yè)可以利用區(qū)位優(yōu)勢 向遠東及東南亞地區(qū)的加工業(yè)提供原料 與日本 韓國等國家和地區(qū)的高新技術產(chǎn)業(yè)構成了上下游關系 形成了緊密相連的產(chǎn)業(yè)鏈 促進了共同發(fā)展 二 目前我國鋁工業(yè)發(fā)展中存在的問題盡管我國鋁工業(yè)得到了快速發(fā)展 但在發(fā)展中也存在不少問題 特別是電解鋁建設項目投資過熱的問題比較突出 并對鋁工業(yè)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構造成嚴重威脅 1 電解鋁生產(chǎn)能力的擴張 造成氧化鋁供應矛盾突出我國電解鋁生產(chǎn)規(guī)模迅速膨脹 導致氧化鋁原料供應出現(xiàn)嚴重失衡 截止到2001年年底 我國電解鋁生產(chǎn)能力已經(jīng)達到了400萬噸 年 為了保證生產(chǎn)能力的發(fā)揮 國內(nèi)市場需要850萬噸 年左右 包括其他氧化鋁消費 的氧化鋁供應量 而當年我國氧化鋁生產(chǎn)能力僅為500萬噸 實際產(chǎn)量為470多萬噸 缺口完全依靠進口解決 預計到2005年我國電解鋁生產(chǎn)能力將達到650萬噸 年 國內(nèi)市場對氧化鋁的需求量在1300萬噸以上 因此 我國至少需要進口650萬噸以上的氧化鋁才能使預計形成的電解鋁生產(chǎn)能力得到發(fā)揮 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 從目前全球氧化鋁的生產(chǎn)和建設情況來看 市場上的供應量很難保證2005年我國對氧化鋁的需要 并有可能導致全球氧化鋁供應出現(xiàn)緊張 2 鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整的任務艱巨目前我國鋁工業(yè)的結構性矛盾比較突出 主要表現(xiàn)在 氧化鋁生產(chǎn)能力不足 電解鋁生產(chǎn)能力急劇擴張 技術含量高的鋁加工產(chǎn)品主要依靠進口 生產(chǎn)經(jīng)營高度分散 產(chǎn)業(yè)布局不合理 資本的流動性差 嚴重影響生產(chǎn)要素的優(yōu)化配置 所以 我國鋁工業(yè)的資源結構 產(chǎn)品結構 企業(yè)組織結構 布局結構 資本結構等均面臨調(diào)整 截止到現(xiàn)在 我國有6座氧化鋁廠 將近130家電解鋁廠 550多家規(guī)模以上的鋁加工廠 但氧化鋁廠的平均年生產(chǎn)能力為83萬噸 明顯低于世界氧化鋁廠平均年生產(chǎn)能力100萬噸的規(guī)模 電解鋁廠的平均年生產(chǎn)能力為3 33萬噸 遠低于全球 除中國外 電解鋁廠平均年生產(chǎn)能力18 33萬噸的規(guī)模 規(guī)模以上鋁加工廠的平均年生產(chǎn)能力不到1萬噸 與國外鋁加工廠的平均生產(chǎn)規(guī)模相距甚遠 從進行規(guī)?；a(chǎn)經(jīng)營的角度看 我國鋁工業(yè)結構調(diào)整的任務十分艱巨 另外 我國鋁加工生產(chǎn)雖然已經(jīng)形成很大規(guī)模 但產(chǎn)品結構很不合理 在現(xiàn)有生產(chǎn)能力中 鋁擠壓生產(chǎn)能力占60 左右 而高精度鋁板帶的生產(chǎn)能力嚴重不足 2001年我國建筑鋁型材產(chǎn)量占國內(nèi)鋁加工材產(chǎn)量55 以上 基本能夠滿足國內(nèi)市場需求 并有一定出口 但鋁壓延產(chǎn)品的實際消費量已經(jīng)超過了100萬噸 國內(nèi)實際產(chǎn)量只有80萬噸 不能滿足需要 特別是高精度鋁板帶目前90 以上依靠進口 我國鋁加工工業(yè)的產(chǎn)品結構調(diào)整必須加快進行 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 三 我國鋁工業(yè)的發(fā)展前景由于具有一定的發(fā)展優(yōu)勢 進入21世紀之后 我國鋁工業(yè)將會得到進一步發(fā)展 1 氧化鋁生產(chǎn)繼續(xù)保持較高增長速度中國鋁業(yè)公司在海外上市 并與美國鋁業(yè)公司結成戰(zhàn)略合作伙伴關系之后 將依托現(xiàn)有氧化鋁廠進一步擴大生產(chǎn)能力 預計到2005年 我國氧化鋁年生產(chǎn)能力將達到620萬噸 實際產(chǎn)量也將超過600萬噸 由于電解鋁生產(chǎn)能力的快速增長 我國市場對氧化鋁的需求也將不斷增加 同時 我國氧化鋁市場前景良好 國內(nèi)生產(chǎn)不能滿足需要 氧化鋁進口量也將持續(xù)增長 2 電解鋁工業(yè)快速發(fā)展的勢頭不減隨著我國經(jīng)濟體制改革的進一步深化 一批規(guī)模化的電解鋁廠將得到發(fā)展 特別是在電力供應充裕 價格便宜的西部地區(qū) 將出現(xiàn)幾個年生產(chǎn)能力超過30萬噸 甚至40萬噸的電解鋁廠 一些實現(xiàn)煤 電 鋁聯(lián)產(chǎn)聯(lián)營的企業(yè)也將會把電解鋁生產(chǎn)能力擴大至20萬噸 年以上 由于電解鋁生產(chǎn)能力不斷擴大 我國原鋁產(chǎn)量的增長將超過消費量的增長 不僅將滿足國內(nèi)市場需要 而且將有一定數(shù)量出口到周邊國家和地區(qū) 預計未來幾年 我國將變成世界上原鋁和鋁合金的凈出口國 2005年的凈出口量有可能達到80萬噸 3 鋁加工工業(yè)將獲得快速發(fā)展為了滿足國內(nèi)市場需求 全面提升我國鋁加工工業(yè)的技術水平 我國鋁加工企業(yè)正在東部地區(qū)或西部地區(qū)積極籌建1 2條四機架熱連軋鋁板帶生產(chǎn)線 預計隨著熱連軋鋁板帶生產(chǎn)線的建成投產(chǎn) 我國鋁板帶的生產(chǎn)能力將增加40萬噸 年以上 產(chǎn)量將實現(xiàn)翻番 2005年的產(chǎn)量預計在100萬噸以上 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 我國經(jīng)濟的增長 使國內(nèi)市場對鋁板帶產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)增長趨勢 預計國內(nèi)鋁板帶產(chǎn)量達到100萬噸以上時 也僅能基本滿足需要 不具備大批量出口能力 我國具有出口能力的鋁加工材主要是型材和鋁箔 六 我國鋁工業(yè) 十五 發(fā)展指導意見鋁工業(yè)是有色金屬工業(yè)的重要組成部分 鋁及鋁加工材是重要的有色金屬基礎材料 廣泛應用于建筑 電力 交通 機械 輕工 國防等領域 改革開放以來 我國鋁工業(yè)發(fā)展很快 產(chǎn)量持續(xù)增長 已成為世界主要的鋁生產(chǎn)國 但我國鋁工業(yè)在產(chǎn)業(yè)結構 技術裝備 產(chǎn)品生產(chǎn)成本等方面 與世界鋁工業(yè)先進水平相比都存在較大的差距 因此 為適應加入WTO后面臨的競爭形勢 更好地引導我國鋁工業(yè)的有序發(fā)展 避免低水平重復建設 提高我國鋁工業(yè)的競爭力 把我國鋁工業(yè)做大做強 最近 國家計委會同中國國際工程咨詢公司等部門 研究提出了 我國鋁工業(yè) 十五 發(fā)展指導意見 以下簡稱 意見 并于今年6月11日在京召開了有主要鋁生產(chǎn)省 區(qū) 計委 冶金廳 中國有色金屬工業(yè)協(xié)會 重點鋁生產(chǎn)企業(yè)等單位參加的會議 對 意見 進行了專題討論 現(xiàn)將修改后的 意見 發(fā)表如下 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一 我國鋁工業(yè)基本情況改革開放以來 我國有色金屬工業(yè)實行了 優(yōu)先發(fā)展鋁 的方針 加大了建設鋁工業(yè)的投資力度 促進了我國鋁工業(yè)的發(fā)展 采用先進技術和裝備先后新建了山西鋁廠 平果鋁廠 中州鋁廠 青海鋁廠 華北鋁加工廠等大中型企業(yè) 同時 還對撫順鋁廠 貴州鋁廠 鄭州鋁廠 山東鋁廠 青銅峽鋁廠 西南鋁加工廠 蘭州鋁廠 焦作鋁廠 云南鋁廠等企業(yè)進行了技術改造 此外 部分地區(qū)也積極推進當?shù)劁X工業(yè)的技術進步 極大地改變了我國鋁工業(yè)整體技術裝備水平落后的狀況 目前 我國電解鋁大型預焙技術已經(jīng)接近國際水平 中國鋁業(yè)公司所屬的國內(nèi)現(xiàn)有六個氧化鋁企業(yè)均采用了世界先進的氧化鋁生產(chǎn)技術 骨干鋁加工企業(yè)通過研制開發(fā)和消化吸收引進技術 使鋁熔鑄 連鑄連軋 板帶箔軋制以及擠壓的加工技術有了明顯提高 隨著我國鋁工業(yè)的技術裝備和管理水平的提高 鋁企業(yè)的主要經(jīng)濟技術指標有了較大改善 生產(chǎn)成本明顯下降 九五 期間 骨干電解鋁企業(yè)的噸鋁直流電耗降低了1000千瓦時 電流效率提高了3 5 中國鋁業(yè)公司所屬六個氧化鋁企業(yè)的綜合能耗下降了約500公斤標煤 噸氧化鋁 骨干加工企業(yè)的綜合成材率提高了約5個百分點 氧化鋁的平均制造成本下降了10 以上 骨干電解鋁企業(yè)的鋁錠的平均制造成本下降了10 左右 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 到2000年底 我國鋁工業(yè)形成氧化鋁產(chǎn)能430萬噸 電解鋁能力320萬噸 鋁加工能力450萬噸 當年完成氧化鋁產(chǎn)量430萬噸 電解鋁產(chǎn)量282萬噸 鋁加工材220萬噸 已成為世界主要鋁生產(chǎn)國 雖然我國鋁工業(yè)發(fā)展取得了很大成績 但是產(chǎn)業(yè)結構不合理 重點發(fā)展滯后 低水平重復建設 競爭力不強等矛盾仍十分突出 已經(jīng)成為制約我國鋁工業(yè)健康發(fā)展的主要因素 一 中小電解鋁企業(yè)增加過多 企業(yè)組織結構不合理的狀況沒有改善 九五 期間 在鋁市場需求增長的拉動下 同時 受電力工業(yè)結構調(diào)整的影響 國內(nèi)部分地區(qū)再次出現(xiàn)了建設小電解鋁的熱潮 據(jù)統(tǒng)計 電解鋁企業(yè)由 八五 末期的70家猛增到2000年的118家 凈增48家 產(chǎn)能相應由168萬噸增加到320萬噸 但企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小 平均僅為2 7萬噸 年 與 八五 末期的平均2 4萬噸 年相比 基本沒有變化 結構極不合理 與世界電解鋁企業(yè)平均規(guī)模18 4萬噸 年相比差距較大 二 技術結構不合理 落后的電解鋁和鋁加工能力占較大比重 在已形成的320萬噸電解鋁產(chǎn)能中 采用先進的大型預焙技術的能力只有120萬噸 僅占總產(chǎn)能的38 其余62 的產(chǎn)能是采用能耗高 污染重的自焙槽技術 在 九五 期間新增的152萬噸產(chǎn)能中 近50 的是采用自焙槽技術 鋁加工達到國際先進水平的能力不到總能力的20 而且 到目前為止還未完全掌握代表當今世界鋁加工先進水平的熱連軋技術 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 三 產(chǎn)品結構不合理 一是符合大型預焙電解鋁生產(chǎn)需要的砂狀氧化鋁產(chǎn)量少 僅占總產(chǎn)量的10 二是國產(chǎn)氧化鋁自給率偏低 長期以來不到70 不足靠進口解決 進口量越來越大 對外依賴度增加 三是一般鋁加工產(chǎn)能嚴重過剩 能力發(fā)揮僅50 但市場需求量較大的高精板帶箔缺口較大 要靠進口解決 四 鋁土礦無序開采嚴重 受利益的驅(qū)動 在河南 山西等鋁土礦資源豐富的地區(qū) 出現(xiàn)了大量無序開采優(yōu)質(zhì)鋁土礦的現(xiàn)象 鋁土礦資源利用率低 資源浪費嚴重 對我國鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了極為不利的影響 五 鋁產(chǎn)品成本偏高 受鋁土礦礦石性質(zhì)影響 國內(nèi)氧化鋁生產(chǎn)不得不采用能耗高 流程長的生產(chǎn)工藝 導致國產(chǎn)氧化鋁生產(chǎn)成本比國外平均水平高10 以上 受電價偏高 技術水平低的影響 國內(nèi)電解鋁生產(chǎn)成本比國外高20 左右 鋁加工綜合成材率只有60 比國外低15 20百分點 金屬和能源消耗過多 生產(chǎn)成本偏高 產(chǎn)品缺乏競爭力 二 我國鋁工業(yè)發(fā)展面臨的形勢 十五 期間 國際國內(nèi)面臨的許多新的變化 對加快發(fā)展我國鋁工業(yè)創(chuàng)造了有利條件 同時 也提出了更為嚴峻的挑戰(zhàn) 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一 世界鋁市場需求持續(xù)增長 但競爭加劇 八十年代以來 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展 世界電解鋁的消費一直呈保持增長 年增長率為4 左右 2000年 世界電解鋁產(chǎn)量2400萬噸 消費2480萬噸 供需基本平衡 隨著鋁在交通 建筑 包裝等領域的應用范圍不斷拓展 世界電解鋁的需求還將增加 到2005年 預計世界電解鋁的需求將增加到2960萬噸 年均增長約3 受需求增長的拉動影響 世界電解鋁的產(chǎn)能也將相應適度擴大 鋁市場總的趨勢呈供需基本平衡態(tài)勢 目前 世界上形成了以加拿大 美國 法國 挪威 澳大利亞等國鋁公司為主的近10個跨國鋁業(yè)公司 氧化鋁和電解鋁合計產(chǎn)能分別占世界總能力的55 和40 這些公司不僅具有較大的生產(chǎn)能力 而且還都有較為合理的組織結構 擁有自己的氧化鋁 電解鋁 鋁加工和研發(fā)基地 同時 為保證電解鋁生產(chǎn)用電穩(wěn)定 低廉 所屬的大部分電解鋁廠擁有自備電站 或在政府協(xié)調(diào)下 與供電部門簽訂長期 優(yōu)惠的供電合同 因此 生產(chǎn)的電解鋁產(chǎn)品在市場有較強的競爭力 為適應新的形勢 世界鋁工業(yè)還不斷進行結構調(diào)整 其特點一是加大投入 積極開發(fā)和使用高效 低耗 低污染的工藝技術 提高裝備水平 生產(chǎn)規(guī)模日趨大型化 不斷改善產(chǎn)品質(zhì)量 降低成本 提高產(chǎn)品競爭力 保護環(huán)境 二是兼并聯(lián)合 擴大實力 提高市場份額 1999年 美鋁公司繼兼并阿馬克思公司之后 又兼并了雷諾茲公司 使其成為年銷售額超過210億美元 電解鋁產(chǎn)能占世界總能力14 的特大型跨國鋁業(yè)集團 競爭力增強 因此 世界鋁工業(yè)的競爭形勢將會日趨激烈 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 二 國內(nèi)鋁市場需求將保持增長 但國際化趨勢更加明顯 十五 期間 隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展 國內(nèi)鋁的需求量將以6 6 的速度增長 2005年將達到440萬噸 鋁材需求量將以年均4 的速度增長 2005年達到300萬噸 因此 國內(nèi)鋁市場需求的持續(xù)增長將為我國鋁工業(yè)的進一步發(fā)展提供機遇 隨著國內(nèi)國際兩個市場的進一步融合 以及適應加入WTO的要求 我國現(xiàn)行的鋁產(chǎn)品的進口關稅稅率還將逐步下調(diào) 國外鋁產(chǎn)品沖擊國內(nèi)市場的情況在再所難免 因此 我國鋁工業(yè)面臨的形勢不容樂觀 三 我國鋁工業(yè) 十五 發(fā)展建議 一 發(fā)展原則 適應經(jīng)濟體制與經(jīng)濟增長方式兩個根本性轉(zhuǎn)變和加入WTO的要求 加快鋁工業(yè)的戰(zhàn)略性調(diào)整和改組 通過發(fā)展與結構調(diào)整 提高鋁工業(yè)整體運行素質(zhì) 同時 力爭組建以骨干企業(yè)為核心的集團公司 向大型化 集團化 專業(yè)化方向發(fā)展 做大做強 二 發(fā)展思路 積極引導礦山發(fā)展聯(lián)辦礦 依托中國鋁業(yè)公司及所屬氧化鋁企業(yè)發(fā)展氧化鋁 通過采用先進技術和裝備改擴建增加氧化鋁產(chǎn)能 同時 積極利用國外氧化鋁資源 做好氧化鋁進口協(xié)調(diào)工作 在原料和能源條件較好地區(qū) 適度發(fā)展電解鋁工業(yè) 加快改造 淘汰落后的電解鋁自焙能力 努力增加國內(nèi)短缺的高精深鋁加工產(chǎn)品 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 三 發(fā)展重點 豐富的鋁土礦和低廉的能源條件是保證鋁工業(yè)發(fā)展的基礎條件 因此 鋁工業(yè)的發(fā)展重點應放在 山西省的晉南地區(qū)和河南省的豫北地區(qū) 這兩個地區(qū)鋁土礦資源豐富 能源供應優(yōu)越 具有進一步發(fā)展鋁工業(yè)的優(yōu)勢 在晉南地區(qū) 依托中國鋁業(yè)公司所屬的全國最大的氧化鋁企業(yè)山西鋁廠 進一步擴建氧化鋁產(chǎn)能 同時 改變企業(yè)產(chǎn)品單一的不合理結構 抓緊新建電解鋁能力 在豫北地區(qū) 要加緊建設中國鋁業(yè)公司所屬的中州鋁廠氧化鋁基地建設 同時 進一步完善焦作萬方鋁業(yè)公司280KA電解槽國家級示范工程 適度增加電解鋁產(chǎn)能 此外 結合國家電力體制的改革 在兩個區(qū)域內(nèi) 應積極研究鋁工業(yè)與電力部門 通過多種形式的聯(lián)合與重組 形成具有鋁土礦 氧化鋁 電 電解鋁一體化的產(chǎn)業(yè)鏈 提高企業(yè)的競爭力 為發(fā)揮廣西和貴州鋁土礦資源 能源優(yōu)勢 應抓住國家實施西部大開發(fā)的機遇 加快建設中國鋁業(yè)公司所屬的平果鋁業(yè)公司 貴州鋁廠鋁基地的建設 進一步擴大氧化鋁和電解鋁能力 為適應我國鋁工業(yè)持續(xù)發(fā)展的需要 山西晉北地區(qū) 廣西白色地區(qū)可進一步開展鋁土礦資源勘探的前期工作 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 為適應西部大開發(fā)和保護環(huán)境的需要 在西北地區(qū) 應抓緊對蘭州鋁廠 青銅峽鋁廠 連城鋁廠 包頭鋁廠等企業(yè)電解鋁自焙槽的改造 提高企業(yè)技術裝備水平 實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展 加快白銀鋁廠二期擴建 發(fā)揮規(guī)模效益 同時 也應力爭與電力部門采取多形式的合作 獲取低廉的電力供應 提高產(chǎn)品的競爭力 全國最大的鋁加工基地西南鋁業(yè)股份公司要抓緊建設熱連軋技改工程 進一步提高鋁加工技術裝備水平 增加高質(zhì)量熱軋坯料的供應能力 滿足高檔鋁板帶箔生產(chǎn)的需要 同時 為滿足日益增長的鋁加工材的市場需求 應研究在建設條件有比較優(yōu)勢的地區(qū) 建設一條有競爭力的現(xiàn)代化的高精鋁板帶生產(chǎn)線 四 發(fā)展目標 一是企業(yè)組織結構 技術結構和產(chǎn)品結構有明顯改觀 在企業(yè)組織結構方面 中國鋁業(yè)公司所屬的氧化鋁通過采用新工藝 新技術 改擴建增加氧化鋁 電解鋁產(chǎn)能 規(guī)模效益明顯提高 企業(yè)產(chǎn)品結構更趨合理 抗風險能力增強 通過改造與發(fā)展 電解鋁工業(yè)的產(chǎn)業(yè)集中度大幅度提高 骨干企業(yè)的產(chǎn)能比重由目前的40 提高到70 在技術結構方面 氧化鋁企業(yè)采用新工藝 新技術 優(yōu)化工藝流程 提高裝備水平 實現(xiàn)自動檢控 全國先進大型預焙槽產(chǎn)能力爭由目前的38 提高到75 大型鋁加工企業(yè)通過技術進步 產(chǎn)品競爭力有明顯提高 在產(chǎn)品結構方面 大幅度提高砂狀氧化鋁的比重 增加非冶金級氧化鋁品種 擴大高精深鋁加工材和新材料品種 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 二是主要技術經(jīng)濟指標接近或達到國際先進水平 氧化鋁平均生產(chǎn)成本從2000年的1380元 噸 降到1100元 噸以下 電解鋁平均生產(chǎn)成本從2000年的13000元 噸 降到10000元 噸以下 三是按照現(xiàn)代企業(yè)制度的要求 通過企業(yè)資產(chǎn)重組 相互參股等方式 力爭組建若干個大型鋁電集團 形成比較合理的產(chǎn)業(yè)鏈 四是氧化鋁產(chǎn)量力爭由目前的430萬噸 年提高到650萬噸 年 國產(chǎn)氧化鋁自給率由目前不足70 提高到近75 電解鋁產(chǎn)能適度增長 基本滿足國內(nèi)市場需求 落后的自焙電解鋁能力基本被淘汰 高精深鋁加工產(chǎn)品產(chǎn)量進一步增加 提高有效供給 四 主要措施和政策建議 一 做好宏觀指導工作 嚴格執(zhí)行產(chǎn)業(yè)政策 避免低水平重復建設 為保證我國鋁工業(yè)的健康有序發(fā)展 各級政府部門應認真執(zhí)行有色金屬工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策 做好鋁工業(yè)發(fā)展的宏觀指導工作 嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行的審批固定資產(chǎn)投資項目管理規(guī)定 不得越權和 化整為零 審批電解鋁項目 禁止建設電力產(chǎn)業(yè)政策明令淘汰的小機組的鋁電聯(lián)營項目 杜絕小電解鋁的重復建設 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 二 加快建設重點鋁基地積極支持重點區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)有鋁基地建設 加大投資力度 優(yōu)先發(fā)展氧化鋁 適度發(fā)展電解鋁 改善產(chǎn)品結構 實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn) 形成若干個具有國際競爭力的鋁基地 三 合理利用鋁土礦資源 應加強對鋁土礦資源開采的統(tǒng)一規(guī)劃和管理 合理利用鋁土礦資源 保證我國鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 四 嚴格執(zhí)行國家環(huán)保政策 要嚴格執(zhí)行國家環(huán)保政策的有關規(guī)定 在限期內(nèi)堅決關閉 淘汰落后的自焙槽能力 五 加快現(xiàn)代鋁企業(yè)建設的步伐 借鑒國外鋁工業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗 鼓勵在鋁土礦 能源豐富的地區(qū)進行建立現(xiàn)代鋁企業(yè) 以現(xiàn)有氧化鋁 骨干電解鋁 電力等企業(yè)為核心 通過相互參股 資產(chǎn)重組 優(yōu)勢互補 形成集鋁土礦 氧化鋁 電解鋁和電力于一體的合理的產(chǎn)業(yè)鏈 增強鋁企業(yè)的競爭力 六 加快技術進步 加大科技投入 研究解決對鋁工業(yè)發(fā)展有重大影響的技術難點 開發(fā)和采用新技術新工藝 加快鋁工業(yè)的技術進步 七 建立穩(wěn)定的氧化鋁進口渠道 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 一是鼓勵采取以簽定長期供應合同的辦法獲取進口氧化鋁 穩(wěn)定供貨渠道 避免氧化鋁價格的大幅度波動造成的風險 二是鼓勵到國外氧化鋁企業(yè)購股 獲取氧化鋁能力 保證氧化鋁的來源 七 05年中國鋁業(yè)公司的氧化鋁年產(chǎn)能將增至727萬噸中國唯一氧化鋁生產(chǎn)商 中國鋁業(yè)股份有限公司披露 該公司於2003至05年間的資本開支達176 15億元人民幣 并將令氧化鋁於05年的年生產(chǎn)能力達致727萬噸 較原來目標為高 公司表示 將優(yōu)先落實發(fā)展氧化鋁 加大氧化鋁的投入 據(jù)其向美國證監(jiān)會呈交的2002年度報告 計劃對氧化鋁板塊投入97 62億元人民幣 使之於2005年的年產(chǎn)能 較02年增加37 4 至727萬噸 同時 公司又擬投入77 04億元人民幣於原鋁生產(chǎn) 使原鋁於05年的年產(chǎn)能 較02年增加98 5 至149 1萬噸 中國鋁業(yè)於2001年底的招股書披露 2001至05年的擴展計劃需要總計178 055億元的資本支出 當中77 788億元擬投資於氧化鋁板塊 使氧化鋁生產(chǎn)能力由2000年的418萬噸 增至2005年約604萬噸 曾經(jīng)表示透過收購增加產(chǎn)能的中國鋁業(yè) 在其於香港發(fā)表的最新年報披露 已在河南簽定一項年產(chǎn)19萬噸電解鋁生產(chǎn)設施的收購意向書 據(jù)該年報 2002年度的資本性投資約為40億元人民幣 新增氧化鋁生產(chǎn)能力58萬噸及原鋁生產(chǎn)能力4 2萬噸 第一章氧化鋁生產(chǎn)的起源 發(fā)展和現(xiàn)狀 氧化鋁生產(chǎn)方法 一 綜述 一 氧化鋁的水合物氧化鋁的水合物是構成各種類型鋁土礦的主要成分 結晶型的氧化鋁水合物通常按所含的結晶水的數(shù)目不同 分為三水型氧化鋁和一水型氧化鋁兩類 目前認為三水型氧化鋁的同類異晶體包括 三水鋁石 拜爾石和諾水鋁石 或者成新三水鋁石 一水型氧化鋁的同類異晶體包括一水軟鋁石和一水硬鋁石 1三水鋁石是天然三水鋁石型鋁土礦的主要成分 它是氧化鋁生產(chǎn)中從鋁土礦提煉氧化鋁的中間產(chǎn)品 工業(yè)上稱 氫氧化鋁 2 一水軟鋁石是構成自然界中一水軟鋁石型鋁土礦的主要成分 這種氧化鋁的水合物也很容易用人工制得 例如在溶出器中以200度左右的溫度把三水鋁石在水介質(zhì)中溶出 可得三水鋁石 3 一水硬鋁石 是構成自然界中一水硬鋁石型鋁土礦的主要成分 人工制造一水硬鋁石是比較困難的 4 鋁膠 自然界中存在的鋁膠主要在鋁土礦形成時起重要作用 它是一種介穩(wěn)狀態(tài)化合物 以后再結晶成為三水鋁石 二 氧化鋁存在于自然界的氧化鋁稱為剛玉 氧化鋁 是火山爆發(fā)后的產(chǎn)物 它在巖石中是五色的結晶 也可以與其他氧化物雜質(zhì)染成帶色的結晶 紅色的稱紅寶石 蘭色的稱藍寶石 工業(yè)氧化鋁是各種氧化鋁水合物加熱分解的脫水產(chǎn)物 它們形成一系列的同質(zhì)異晶體 按照它們的生成溫度可分成兩類 低溫氧化鋁和高溫氧化鋁 三 電解用氧化鋁 主要由 氧化鋁和 氧化鋁所組成 鋁氧的質(zhì)量直接影響所得金屬鋁的純度和鋁電解生產(chǎn)的技術經(jīng)濟指標 作為電解煉鋁的原料 對其化學純度和物理性質(zhì)都有嚴格的要求 1 化學純度 氧化鋁中除主要含有氧化鋁外 往往還含有少量的二氧化硅 三氧化二鐵 氧化鈉和水 灼減 等主要雜質(zhì) 電解煉鋁為什么要求有較高的純度呢 直觀理解和原理理解 氧化鋁生產(chǎn)方法 原理 氧化鋁中含有比鋁更正電性的元素的氧化物雜質(zhì) 例如 鐵 硅 等 在電解過程中將首先在陰極析出 進入金屬鋁中 使鋁不純 而比鋁更負電性的金屬氧化物如鈉 則與電解質(zhì)作用 改變了電解質(zhì)的正常組成 不利于電解操作 并生成SIF4有毒氣體 氧化鋁中殘存的結晶水 灼減 也是有害的雜質(zhì) 它與電解質(zhì)中的AIF3作用而生產(chǎn)HF氣體 也是有毒氣體 對工人的骨骼造成損害 同時造成氟鹽的損失 并且污染環(huán)境 此外 當灼減高的或者吸濕后的氧化鋁與高溫熔融的電解質(zhì)接觸的時候 則會造成電解質(zhì)爆濺 危及操作人員的安全 2 氧化鋁的物理性質(zhì)電解煉鋁對氧化鋁有什么要求 鋁電解生產(chǎn)除對鋁氧的化學成分有嚴格的要求外 還要求氧化鋁在冰晶石熔體中溶解速度快 電解槽槽底沉淀少 覆蓋在電解質(zhì)上的介殼保溫性能好 在空氣中不易吸濕 飛揚損失少 流動性好 便于運輸 和便于電解槽自動加料等 氧化鋁生產(chǎn)方法 表征鋁氧物理性質(zhì)的指標有 安息角是指物料在光滑水平面上自然堆積所形成的錐體的底角 氧化鋁的含量它反映了氧化鋁的培燒的程度 它的含量越多 吸濕性則變差 容重是指自然狀態(tài)下單位體積的物料的重量 粒度顆粒物料的粗細的程度比表面積單位重量的物料的外表面積與內(nèi)孔表面積之和的總表面積 是表示物質(zhì)活性高低的一個重要指標 磨損系數(shù)是氧化鋁在控制一定條件的流花床上進行磨撞后 式樣中 44 的粒級改變的 數(shù) 根據(jù)氧化鋁的物理性質(zhì) 通常又將它分為砂狀 面粉狀和中間狀三種類型 氧化鋁生產(chǎn)方法 鋁土礦地殼中的鋁的平均含量為8 8 僅僅次于氧和硅居于第三位 由于鋁的化學性質(zhì)活潑 它在自然界中只以化合物狀態(tài)存在 地殼中的含鋁礦物約為250種左右 其中40 的是各種鋁硅酸鹽 目前 鋁土礦是氧化鋁生產(chǎn)的主要礦石資源 世界上生產(chǎn)的氧化鋁95 是從鋁土礦中提煉出來的 什么是鋁土礦呢 它是一種組成復雜 化學成分變化很大的礦石 其中主要含鋁礦物為三水鋁石 一水軟鋁石 一水硬鋁石 其次還含有不同數(shù)量的其他礦物 例如 赤鐵礦 針鐵礦 水赤鐵礦 黃鐵礦 菱鐵礦 高嶺石 石英 銳鈦礦 金紅石以及鈣鎂的碳酸鹽等 除此之外 還含有微量元素 稼 釩 磷 鉻以及有機物 其主要化學成分為A S F T 和水 根據(jù)鋁土礦中含鋁礦物的存在形態(tài)不同 將它分為三水鋁石型 一水軟鋁石型 一水硬鋁石型以及混合型 衡量鋁土礦的標準 1 化學成分即氧化鋁的 含量 鋁硅比的大小 礦石中氧化鋁的含量和二氧化硅含量的 比 2 礦石的類型 屬于什么形的鋁土礦 氧化鋁生產(chǎn)方法 原因 鋁土礦中的有用成分氧化鋁的含量變動于45 75 之間 而其中的二氧化硅是生產(chǎn)中最有害的雜質(zhì) 鋁硅比越高 說明礦石中二氧化硅含量越少 所以生產(chǎn)上要求氧化鋁的 含量 鋁硅比越高越好 鋁土礦的類型對于氧化鋁的可溶性影響較大 三水鋁石最容易溶解于苛性堿溶液 依次類推 越來越難以溶解 鋁土礦的構造 外觀 硬度情況三水鋁石多呈現(xiàn)松散碎榍狀態(tài) 而一水硬鋁石主要為石質(zhì)塊狀 礦石結構有土狀 致密狀與豆蹁狀 顏色從白色到赭色之間 一般含鐵高的呈現(xiàn)紅色 鐵低的呈現(xiàn)灰白色 黃褐色和褐色 硬度在1 7之間 縱上所述 我國鋁土礦的特點是 高鋁 高硅 低鐵 鋁硅比多數(shù)在4 7之間 大于10的優(yōu)質(zhì)鋁土礦比較少 三 氧化鋁的生產(chǎn)方法氧化鋁的生產(chǎn)過程就是從鋁土礦中提取氧化鋁使之與雜質(zhì)分離的過程 目前 已經(jīng)提出的氧化鋁生產(chǎn)方法可分為堿法 酸法 酸堿聯(lián)合法和電熱法 但是真正用于工業(yè)生產(chǎn)的是堿法生產(chǎn) 而堿法又分為拜爾法 燒結法和聯(lián)合法 聯(lián)合法又分為串聯(lián) 并聯(lián)和混聯(lián) 氧化鋁生產(chǎn)方法 電子教案模版配色 1 拜爾法用于氧化鋁生產(chǎn)已經(jīng)有90多年的歷史 幾十年來已經(jīng)有了很大的發(fā)展和改造 目前 仍然是世界上生產(chǎn)氧化鋁的主要方法 拜爾法用來處理低硅鋁土礦 一般要求鋁硅比7 10之間 特別是處理三水鋁石型鋁土礦的時候 具有流程簡單 作業(yè)方便 能量消耗低 產(chǎn)品質(zhì)量好 容易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點 主要缺點是不能單獨地處理二氧化硅含量高的礦石 另外對于赤泥的處理很困難 二 拜爾法生產(chǎn)的基本原理1 拜爾發(fā)明的二個專利1889年的第一個專利 用AH的晶粒做種子 使鋁酸鈉溶液分解 也就是種子分解法 1892年提出的第二個專利系統(tǒng)的闡述了鋁土礦所含的鋁氧可以在苛性鈉溶液中溶解成鋁酸鈉的原理 也就是溶出工藝 直到現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)上實際使用的工藝流程還是以上述兩個基本原理為依據(jù) 因此 拜爾法生產(chǎn)的基本原理可以歸納如下 用苛性鈉溶液溶出鋁土礦中的氧化鋁而制得鋁酸鈉溶液 采用對溶液降溫 加晶種 增加攪拌的辦法和條件 從溶液中分解出AH 將分解后的母液經(jīng)過蒸發(fā)后用來重新溶出新的一批鋁土礦 溶出過程是在加溫加壓下進行的 拜爾法的實質(zhì)就是下一反應在不同的條件下的交替進行AL2O3 1或者3 H2O 2NAOH 2NaAL OH 4 aq 四 拜爾法生產(chǎn)的原理和基本流程一 拜爾法的特點 氧化鋁生產(chǎn)方法 電子教案模版配色 1 2 拜爾法生產(chǎn)的基本流程 氧化鋁生產(chǎn)方法 電子教案模版配色 1 3 拜爾法生產(chǎn)的基本工序組成拜爾法生產(chǎn)的基本工序有原礦漿的制備 高壓溶出 壓煮礦漿的稀釋以及赤泥分離和洗滌 晶種分解 AH的分離和洗滌 AH焙燒和母液蒸發(fā)等主要生產(chǎn)工序原礦漿的制備首先將鋁土礦破碎到符合要求的顆粒 如果處理一水硬鋁石型礦石要加少量的石灰 與含有游離的NAOH的循環(huán)母液按一定的比例配合一道進入濕磨內(nèi)進行細磨 制取合格的原礦漿 并在礦漿槽內(nèi)儲存和預熱 高壓溶出原礦漿經(jīng)過預熱后進入壓煮器組 或者管道化溶出器 在高壓下溶出 其中的氧化鋁溶解成鋁酸鈉進入溶液 而氧化鐵和氧化鈦以及大部分SiO2等雜質(zhì)進入固體殘渣也就是赤泥中 溶出所得的礦漿稱為壓煮礦漿 經(jīng)過自蒸發(fā)器減壓降溫后進入緩沖槽 壓煮礦漿的稀釋以及赤泥分離和洗滌壓煮礦漿含有氧化鋁濃度高 為了便于赤泥沉降分離和下一步的晶種分解 首先加入赤泥洗液將壓煮礦漿進行稀釋 稱為赤泥漿液 然后利用沉將槽進行赤泥與鋁酸鈉溶液的分離 分離后的赤泥經(jīng)過幾次洗滌后回收所含的附堿 最后至赤泥堆場 赤泥洗液用來溶出下一批礦漿 晶種分解分離赤泥后鋁酸鈉溶液 生產(chǎn)上稱為粗液 經(jīng)過進一步凈化過濾后制得精液 經(jīng)過熱交換器冷卻到一定的溫度 在添加晶種 增加攪拌 降低溫度的條件下 分解結晶析出AH 氧化鋁生產(chǎn)方法 電子教案模版配色 1 AH的分離和洗滌分解所得的AH漿液送去進行沉降分離 并且按AH的顆粒大小進行分級 細粒子做晶種 粗粒子經(jīng)過洗滌后送焙燒制得AO 分離AH后的種分母液和AH洗液 統(tǒng)稱為母液 經(jīng)過熱交換器預熱后 送去蒸發(fā) AH的焙燒AH含有部分附著水和結