近日，在中国铝业郑州研究院召开的第32届国际铝土矿、氧化铝和电解铝工业学术年会上，中国铝业总工程师李旺兴对2014年上半年世界和中国氧化铝产销情况进行了总结。2014年上半年，全球氧化铝产量约为5246万吨，消费量为5119万吨；中国氧化铝产量为2490万吨，消费量为2634万吨。世界氧化铝总产能为14086万吨，上半年产能利用率80%；中国氧化铝总产能为6205万吨，产能利用率80.3%。总体来说，中国2014年进口铝土矿比2013年大幅度减少；氧化铝进口量增加，2014年上半年进口氧化铝276万吨，同比增加约67.3%
而东北大学设计研究院院长吕定雄在会议报告中称，自民营企业进入铝工业以来，中国氧化铝产量呈现逐年上升趋势。近10年，中国氧化铝的产量占全球产量的比例由2004年的11%提高到2013年的42.5%；中国氧化铝增加的产量在全球中的比重从27.60%增长到90%以上。全球近几年每年新增的氧化铝产量，基本上都是由中国贡献的。中国氧化铝的产量和消费量已位居世界前列，我国已成为世界最大的氧化铝生产和消费国，在世界铝工业生产格局中占据重要地位。
中国正面临着铝土矿资源不断贫化的挑战
虽然近年来中国氧化铝的发展对国内氧化铝市场的需求提供了强有力的支撑，但我们依然存在着铝土矿储量不足、铝土矿品位不断降低、严格的大气污染物排放标准增加了氧化铝生产成本等严峻的现实问题。据李旺兴介绍，依现有储量，中国的铝土矿服务年限只有15年。过去10年中，中国氧化铝对外依存度超过50%。在2012年之前，中国80%的铝土矿是从印尼进口来的。但随着印尼铝土矿出口限制政策的实施，国内部分氧化铝厂铝土矿供应捉襟见肘，中国铝土矿供应形式变得更为严峻。为了保证氧化铝工业的可持续发展，中国必须重点考虑除印尼以外的铝土矿进口来源，以及国内包括高硅、高硫难处理铝土矿和非铝土矿资源的经济利用。不仅仅是中国，因在增加氧化铝纯度的流程中存在着成本高，原材料具有腐蚀性等多方面的问题，在学术年会上，世界各国的专家也都将目光聚焦于低品位铝土矿处理、增加氧化铝纯度的问题上。
在高硅、高硫铝土矿资源利用和氧化铝杂质问题处理上，李旺兴介绍，我国供氧化铝生产的铝土矿品位不断降低，且在开采过程中还会产出超过三分之一的更低品位的高硅铝土矿。为了经济利用铝土矿资源，采用浮选脱硅技术处理低品位铝土矿生产氧化铝势在必行。中国已探明的高硫铝土矿资源有3.5亿吨，硫化物对氧化铝的生产过程有很多危害，它腐蚀设备，增加碱耗，增加氧化铝产品的铁含量，降低氧化铝品质和产出量。为了经济利用高硫铝土矿资源，中国已成功开发了高硫铝土矿浮选脱硫技术，浮选精矿的产量高，降低硫含量，基本可以满足氧化铝生产的要求。
中国本国的铝土矿资源以难磨、难溶，A/S≥5的一水硬铝石型铝土矿为主，经济高效地对其进行处理一直是中国铝行业面对的主要问题。由于中国一水硬铝石型铝土矿矿物组成的特殊性和复杂性以及铝土矿资源的逐年贫化，导致近些年生产的氧化铝产品中钾、锂杂质含量明显高于国外企业。氧化铝中钾锂杂质在电解过程中的富集导致了铝电解过热度增大，铝电解生产不稳定，铝电解电耗升高和电流效率指标下降。为了消除不利影响，中国现在正开展在铝电解质中提取锂盐的研究。
有机碳影响着氧化铝产出率与氧化铝质量。在中国，已有30%以上的铝土矿来自于地下开采，特别是新发现的铝土矿资源几乎都是煤铝共生资源，这些铝土矿有机碳含量比较高。不单纯是中国现存铝土矿，包括从澳大利亚进口的铝土矿有机碳含量也比较高。在氧化铝生产过程中，有机碳主要以草酸盐或非草酸盐形式存在，草酸盐在分解过程中与氢氧化铝共同析出，导致氧化铝粒度细化，分离困难，严重影响氧化铝产出率与氧化铝质量。因此，开发低成本的有机物高效脱除技术也成为了氧化铝生产关注的焦点问题。
加强产学研互动 开发大型化、短流程、集约化氧化铝技术
针对在中国氧化铝市场现状和技术发展上所面临的问题，近些年，我国在氧化铝生产技术和装备上做出了一定的改进。中国新建的氧化铝企业全部采用蒸汽加热替代熔盐加热的管道化高温溶出技术，单系列氧化铝年产能大幅度提高，由过去的20万吨提高到了现在的100万吨。因天然气价格昂贵，为了降低氧化铝焙烧成本，我国开发了新型流化床煤制气技术与装备，清洁低成本的煤制气正在替代高成本的天然气或者传统高污染的固定床煤制气生产技术。
据吕定雄介绍，近些年，中国在处理一水硬铝石型铝土矿特别是采用拜耳法处理中等品位铝土矿技术上取得了明显进步。我国开发的一水硬铝石型中等品位铝土矿拜耳法高效生产技术是通过产学研合作集成开发的先进技术，部分企业生产达到了“闭声闭汽”，实现了经济生产，一定程度上克服了处理一水硬铝石型铝土矿在成本方面的不足。除此之外，中国在低品位铝土矿的选矿技术和中等品位铝土矿的串联法生产氧化铝技术创新等方面也取得了进展。
与此同时，中国在氧化铝核心技术装备大型化上也有明显的改观。中国目前95%以上的氧化铝厂采用拜耳法生产工艺，10年前，生产规模主要受核心技术溶出单元的规模限制，单线最大产能只有30万~40万吨，规模更小的氧化铝厂单线产能只有5万~20万吨。到了2009年8月，我国成功投运了拜耳法处理一水硬铝石型铝土矿第一条单组年产50万吨氧化铝的大型管道加停留罐溶出机组，取得了溶出高压汽耗1.5t/t-AO的领先技术经济指标。2011年5月，成功投运了单组年产能70万吨氧化铝的溶出机组，同比传统溶出技术节能效果达1.71GJ/t-AO，节约占地30%，减少劳动定员36%，降低投资35%。 除此之外，近年来我国氧化铝企业生产过程中综合自动化和信息化管控技术的应用大幅度减少了生产管理层级，将传统的总厂、分厂、车间和工段多层生产调度管理模式优化为厂一级的集中调度操控管理模式，实现了生产运行管理层级扁平化，为企业的生产运行优化和工艺技术指标优化奠定了管控技术基础。在未来发展中，氧化铝核心技术装备大型化需要产学研充分互动，积极探索、主动创新，将大型化、短流程、集约化技术贯穿于新建项目以及原有工厂升级改造中。
总之，在当前氧化铝行业市场低迷，国内铝土矿资源不断贫化、品味不断下降、对进口铝土矿依赖性强的情况下，氧化铝企业正面临资源、能源、成本和环境等诸多方面的挑战。积极拓展铝土矿来源，尽量减少进口铝土矿，采用国内低品位的铝土矿，用本国铝土矿来发展氧化铝是走出行业困境的关键要素。而这依赖于氧化铝技术的进一步突破、整体技术装备水平的提高。这样的突破和提高需要科研院所、企业中多领域的专家学者、技术工作者的协同努力，需要我们加强与其他国家在资源、能源、技术、环境等方面广泛开展合作，以此来不断提高氧化铝行业的可持续发展能力。
