【上海錦鋁】當前，我國的電解鋁產業正在掀起一輪從北向南、由東向西的戰略調整高潮，大量產能紛紛搬遷至水電能源豐富的云南等地。利用好當前原鋁工業布局大幅度調整的戰略時機，應當大力發展適合我國資源特色的負碳電熱煉鋁產業，從而逐步替代不適合我國國情的電解鋁路徑。

　　廣西、云南等西南地區擁有較為豐富的鋁土礦資源，但其中大量是低品位鋁土礦和尾礦，結合粉煤灰能源等工業的固體廢棄物，采用創新型的清潔電熱煉鋁工藝，走非電解的技術路徑，直接生產鋁硅高熵型合金液，然后用粗鎂提取出金屬純鋁，實現電熱法直接冶煉鋁合金，發展獨具中國特色的非電解煉鋁產業，實現我國原鋁工業的資源自給、清潔生產、零碳排甚至負碳排，以及更高的質量效益。

　　金屬鋁是人類*重要的輕合金材料，我國的電解鋁產量已經超過每年3600萬噸，連續多年占據全世界50%以上份額。但我國的電解鋁事業同時也面臨著資源匱乏、污染嚴重、成本高漲、無法使用零碳排新能源等四大弊端。首先是資源匱乏，我國嚴重缺乏高品質鋁土礦，資源量短缺嚴重，一直以來依賴進口，承受國外礦業巨頭的盤剝，受制于人，如果僅僅依靠國內的資源量，我國的鋁礦資源將在7年之內消耗殆盡。其二，電解鋁原料氧化鋁的生產過程，產生大量赤泥，惡化毒害了生態環境。鋁電解過程的氟化物氣體、煙塵，以及氰 化物，不僅僅是嚴重污染，甚至是劇毒的化學毒害物質。第三，電解鋁過程中氧化鋁的原料成本占到了40%，眾多電解鋁企業效益微薄甚至陷入虧損境地。*后，由于電解鋁的工藝特性，電力供應不能中斷，導致電解鋁基本上只能使用化石能源火力發電，而不能大量使用風電、光伏、水電等波動較大的新能源，我國對國際社會的碳減排在電解鋁這個耗電大戶中無法推行。

　　云南、廣西是我國北方鋁土礦的主要產區，但在提供高鋁硅比的優質鋁土礦的同時，遺留下大量的低品位鋁土礦、選后的尾礦等，其鋁硅比A/S往往在2.5以下，由于鋁硅比太低，完全不能應用于電解鋁工藝，但恰恰適合走另外的技術路徑，充分利用含硅的鋁資源，發展獨特的電熱法煉鋁的創新產業。另外，各地大量堆存的粉煤灰也是一種含有一定氧化鋁的低品質鋁土礦，正好參與進來，作為電熱法煉鋁的原料之一。

　　總體的工藝技術是：含鋁低階鋁土礦、鋁土尾礦以及粉煤灰、煤矸石等，以煙煤、生物質碳為還原劑，在封閉的礦熱埋弧電爐內冶煉出高鋁的鋁硅鐵三元合金，以熔融金屬鎂為萃取劑，將金屬鋁從三元合金中提取出來，這是因為金屬鎂液有一個獨特的性質：可以無限溶解金屬鋁，但不溶解硅和鐵，這樣實現了金屬鋁與硅和鐵的分離，鋁鎂合金液經過真空蒸餾，分別獲得純鋁或者鋁合金，蒸餾出來的鎂在在廠內循環利用，或者作為高純鎂對外供應。硅和鐵既可以作為煉鎂的還原劑，也可以分離成高純金屬硅，作為光伏多晶硅的上游原料，或者作為副產品硅鐵，實現循環經濟的全元素充分利用。

　　該工藝不僅利用了低鋁硅比鋁土礦及其尾礦，也一定程度消納利用了粉煤灰、煤矸石等固體廢棄物，作為城市礦產來提取金屬鋁，實現了變廢為寶，使得我國的金屬鋁事業不再依賴海外資源。

　　從成本的角度分析，電熱煉鋁不僅是多重的循環經濟，經濟效益遠遠超越電解鋁。電解鋁主要成本是約14000kwh的工藝用電和1.9噸左右的氧化鋁消耗，其中氧化鋁單價2800-3100元/噸，導致電解鋁的鋁元素原料成本即高達每噸原鋁5500-6000元。創新的電熱煉鋁，除了電能有一定程度降低外，原材料方面只需要3-5噸價格極其低廉的固廢，原料成本不超過幾百元。僅僅原材料一項，電熱鋁的成本優勢就高達3000-5000元，而我國電解鋁大部分的生產成本逼近其售價13000元/噸。

　　在環保上，電熱煉鋁硅再提鋁的工藝技術，采用密閉礦熱爐和封閉真空蒸餾等主體設備，沒有任何含氟、氰的化學毒害，也沒有濕法過程的酸堿液處理難題，也不產生赤泥，僅有的常規火法冶金粉塵，也由于密閉生產設備被控制在一個極為理想的排放水平。

　　采用礦熱爐進行還原煉鋁，后續的物理法分離鋁與硅和鐵元素，生產裝置可以適應電力波動和停限電，適合使用水電等季節性波動電力，也適合光伏風電等不穩定新能源。

　　如果采用生物質碳作為還原劑，密閉爐中冶煉，則能夠副產大量高品質CO，能夠通過水蒸汽變換獲得大量氫氣能源，同時捕集封存高濃度CO2氣體，實現負碳煉鋁、鋁氫聯產的超級綠色煉鋁。

　　在技術成熟度上，該項技術曾經在在工業化的規模上被二戰時期的德國完整實踐過，并被命名為Beck工藝，當時由于戰爭德國積存了大量廢鎂，戰后由于金屬鎂產量斷崖式降低而被迫停產。二戰后的美國、加拿大、法國、烏克蘭也采用電熱法冶煉出高鋁的鋁硅合金。我國河南登電集團*近十幾年來引進前蘇聯烏克蘭技術，冶煉高鋁的鋁硅合金早已成功。用鎂提取鋁元素，更是有色金屬領域的常規做法，相關的研究和實踐已經通行了數十年。

　　當前，應在產能南移的原鋁企業中，規劃建設一定比例的電熱法煉鋁生產能力，用于和電解鋁進行比較，同時進一步優化工業和裝備，使之進一步適合我國資源、能源特點，并將環保水平進一步提升，使得我國的綠色負碳煉鋁成為國際碳減排的樣板。

　　在此基礎上，各地可規劃建設多個大型負碳型水電鋁材循環經濟基地，直至擴大到千萬噸級，并向下游的鋁合金型材、汽車輕量化零部件等深加工延伸，形成中國資源特色的創新型的輕合金產業。