【正文】 九．預(yù)期成果 (經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境分析，與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品或技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力分析，成果應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化前景分析 ) 、社會(huì)與環(huán)境效益分析 本課題的預(yù)期成果是：開(kāi) 發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤矸石提取氧化鋁、氧化硅、炭分等的關(guān)鍵技術(shù)和示范樣板，為煤矸石資源化可持續(xù)高效生態(tài)化利用提供技術(shù)支撐，具有顯著的生態(tài)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。 七、項(xiàng)目的可操作性 7． 1 與相關(guān)科技計(jì)劃內(nèi)容的銜接 本課題為已經(jīng)驗(yàn)收的自治區(qū)級(jí)科技攻關(guān)研究項(xiàng)目的擴(kuò)大和銜接，這些相關(guān)研究計(jì)劃內(nèi)容為本課題的開(kāi)展奠定了良好基礎(chǔ)。本項(xiàng)目將力求創(chuàng)新，盡可能不重復(fù)已有的研究?jī)?nèi)容。 以上創(chuàng)新點(diǎn)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(zhì)的鋁鹽，為生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁提供低成本的前提原料。 （ 2） 該新工藝即使對(duì)高碳 煤矸石 也 不需焙燒，節(jié)省能源，工藝簡(jiǎn)單，減除污染，可系統(tǒng)得到鋁鹽、硅酸鹽 和低灰炭 。 這些課題研究使得課題組成員積累了較為豐富的研究開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，將為本攻關(guān)研究提供操作性強(qiáng)的技術(shù)路線和技術(shù)方案，為順利開(kāi)展本課題研究奠定了良好基礎(chǔ)并將起到不可或缺的技術(shù)支撐作用。 項(xiàng)目的關(guān)鍵創(chuàng)新集成技術(shù)可直接服務(wù)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(hù)生態(tài)環(huán)境發(fā)展循環(huán)工業(yè)經(jīng)濟(jì)；可為我區(qū)鋁加工業(yè)培育原料基地。白炭黑 ,又名水合二氧化硅 ,分子式ＳｉＯ 2該報(bào)告進(jìn)一步指出 ,高性能輪胎填充物需求的增長(zhǎng)將帶動(dòng)沉淀二氧化硅需求的快速增長(zhǎng) ,作為特種二氧化硅產(chǎn)品中最大的品種 ,沉淀二氧化硅將以年均 %的速度增長(zhǎng) ,到2020 年其市場(chǎng)份額將達(dá) 億美元 。由于國(guó)內(nèi)氧化鋁產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，還導(dǎo)致化學(xué)品氧化鋁的短缺。 以冶煉氧化鋁為例：對(duì)于未來(lái)氧化鋁價(jià)格走勢(shì) ,業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為 ,未來(lái)需求將繼續(xù)增長(zhǎng) ,國(guó)內(nèi)缺口增大 ,而全球氧化鋁產(chǎn)量近兩年增長(zhǎng)很小 ,加之海運(yùn)費(fèi)用上漲 ,因此 ,2020 年以前氧化鋁供需緊張的狀況難以改變 ,其價(jià)格將維持高位運(yùn)行 ,2020年最高價(jià)格突破了 4000元 /噸 ,全年均價(jià)估計(jì)在 3700元左右。目前 ,隨著國(guó)內(nèi)電解鋁企業(yè)擴(kuò)張速度的增長(zhǎng) ,氧化鋁的供應(yīng)在 2020年前仍然無(wú)法滿足市場(chǎng)需要 ,因此氧化鋁價(jià)格在短期之內(nèi)較難緩解。而近年來(lái)隨著無(wú)機(jī)粉體材料的快速發(fā)展，一個(gè)開(kāi)發(fā)方向就是將高純鋁鹽作為材料 前體，生產(chǎn)化學(xué)品氧化鋁。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的專家們于 2020 年 2 月宣布已成功開(kāi)發(fā)出煤矸石制造瓷質(zhì)磚的新技術(shù)，該技術(shù)的 產(chǎn)業(yè)化有望使約占全國(guó)工業(yè)固體廢棄物總量 40%的煤矸石變廢為寶。(2)利用煤矸石發(fā)電 。 ⑥ 本科技攻關(guān)的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)新技術(shù) 本課題組開(kāi)發(fā)的 2 種新技術(shù) ,克服了前人技術(shù)的 缺點(diǎn) ,具有成本低 .過(guò)程容易控制 .綜合效益明顯的優(yōu)勢(shì) ,通過(guò)了專家鑒定 ,具備很強(qiáng)的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力 .(參見(jiàn)后面的分析 ) 以煤系硬質(zhì)高嶺巖為主要成分的煤矸石 ,在我國(guó)煤系地層中儲(chǔ)量巨大 ,近 100 億噸 ,這些煤矸石大多在煤的開(kāi)采過(guò)程中被帶出 ,做為廢石堆放 ,占地的同時(shí)又造成一定的環(huán)境污染 ,開(kāi)發(fā)利用煤矸石已成為煤礦非煤產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向之一 ,對(duì)礦產(chǎn)資源的再生和環(huán)境保護(hù)意義重大。該公司按照循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念，計(jì)劃在園區(qū)內(nèi)建設(shè) 20 萬(wàn)噸 /年生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)投資約 20 億。 [薛茹君，從煤系高嶺巖中提取氧化鋁，第 23卷 第 4期 ,4650 安徽理工大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版 ) 2020， ， No4] 在堿石灰石燒結(jié)法中，有文獻(xiàn)報(bào)道氧化鋁活化過(guò)程中巧妙地利用Ｃ 2Ｓ晶相轉(zhuǎn)變產(chǎn)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(xué)粉碎形成的粉末比機(jī)械粉磨的粉末更細(xì) ,有利于以ＮａＡｌＯ 2 形式提取鋁組分。故而需要將煤系高嶺巖進(jìn)行預(yù)脫硅處理 ,使其 Al/Si 提高到 4 以上 ,再用燒結(jié)法提取 Al2O3,可以大大提高 Al2O3的提取率。 如專利 號(hào) 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 2040%，且對(duì)不同地區(qū)的煤矸石而言提取率差別很大。但目前煤矸石絕大多數(shù)都是用來(lái)發(fā)電、生產(chǎn)磚、空心砌塊等建材 ,利用價(jià)值較低。 寧夏建材研究所采取堿 － 石灰燒結(jié)法。年產(chǎn) 30— 萬(wàn)噸水泥和 5500噸氫氧化鋁。僅寧夏就有較大的矸石山 6座，積存量達(dá) 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。 我國(guó)煤矸石的發(fā)熱量多在 ，其中 ,，高于 。因此 ,采用新技術(shù) ,盡可能擴(kuò)大拜耳法在生產(chǎn)系統(tǒng)中的份額 ,縮小燒結(jié)法的比例 ,是系統(tǒng)節(jié)能最重要的方向 ,也是開(kāi)發(fā)高效低耗氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)的最主要的技術(shù)思路。今后我國(guó)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(chǔ)上 ,同時(shí)還要研究開(kāi)發(fā)其他含鋁資源如煤矸石等。 氧化鋁生產(chǎn)中需要消耗的主要資源鋁土礦按 1 噸氧化鋁生產(chǎn)需要消耗 噸鋁土礦考慮 ,2020 年國(guó)內(nèi)消耗鋁土礦資源約 1190萬(wàn)噸 ,根據(jù)“十五”規(guī)劃 ,到 2020年 ,我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)能力最大可達(dá) 680萬(wàn)噸 ,由此計(jì)算 2020年鋁土礦的消耗量約為 1496萬(wàn)噸 。同時(shí) ,注重保持氧化鋁工業(yè)與所在區(qū)域的資源 \能源 \市場(chǎng)需求同步發(fā)展 .也就是說(shuō) , 既要考慮新增氧化鋁產(chǎn)能 , 更要考慮已有氧化鋁產(chǎn)能的可持續(xù)發(fā)展 。到 2020 年要使氧化鋁產(chǎn)能達(dá) 8000ｋｔ /ａ以上。在操作或運(yùn)送過(guò)程中造成飛揚(yáng)損失大。 ②采用高效節(jié)能設(shè)備 ,提高裝備水平。 ⑤環(huán)境保護(hù) 世界各國(guó)都極為重視氧化鋁生產(chǎn)中的環(huán)境保護(hù) ,并進(jìn)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。而在粗液脫硅方面 ,既有采用間接加熱連續(xù)脫硅技術(shù)的廠家 ,也有采用汽耗較高的蒸汽直接加熱中壓脫硅技術(shù)的廠家。 ③技術(shù)裝備水平落后、勞動(dòng)生產(chǎn)率低 目前 ,我國(guó)氧化鋁工業(yè)裝備水平與國(guó)際先進(jìn)水平相比 ,存在著技術(shù)裝備水平落后、自動(dòng)化程度低的差距。 表 1 國(guó)內(nèi)不同生產(chǎn)方法的能耗指標(biāo) 項(xiàng)目 燒結(jié)法 拜爾法 聯(lián)合法 (ｋｇ標(biāo)煤 /ｔ ) (ｋｇ標(biāo)煤 /ｔ ) (ｋｇ標(biāo)煤 /ｔ ) 能耗 1447 472 1113 從表 1數(shù)據(jù)可以看出 ,燒結(jié)法能耗是拜爾法能耗的 ,聯(lián)合法能耗雖然低于純燒結(jié)法 ,但由于燒結(jié)法部分的高能耗使其整 體水平仍遠(yuǎn)高于拜