吃干榨净“黑金”路－走进神华

电力18讯：    
　　手捧几个装满白色和黄色物质的罐子，董宏向科技日报记者介绍从粉煤灰到铝产品的每一个中间环节。这些瓶瓶罐罐中装着的，是用神华集团自主研发的技术从煤炭的废渣粉煤灰中提取出的氧化铝产品。

　　作为氧化铝中试厂主管生产的副厂长，刚刚过去的5月对于董宏来说有着不同寻常的意义5月23日下午6:20，神华准格尔矿区4000吨级煤粉灰提取氧化铝中试装置连续运转30天，各项工艺参数运行平稳，这标志着粉煤灰提取氧化铝的工艺技术指标达到冶金行业要求，可以进行正式的工业化项目建设。不远处的大陆工业园区内，年产100万吨的氧化铝示范厂蓄势待发，神华准格尔矿区煤炭伴生资源循环经济产业项目的第一步即将迈出。

　　千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。为了这一刻，从科研立项到做好工业化投产准备，神华集团奋战8年；一批神华人为此苦苦探索了近30年；而对于一生都在追求将一块“黑金”吃干榨净的老煤炭人来说，有些人则盼了大半辈子。

　　上世纪90年代初期，煤炭开采和初加工过程中排放的主要固体废弃物煤矸石还仅作为废物被排弃。时任准格尔露天矿矿长的刘贵廷一直琢磨着如何把这些废弃物利用起来，让一块煤的价值发挥到最大。在他的诸多想法中，把煤矸石中的铝提取出来一直是他心中最大的梦想，无奈受当时技术和工艺的限制，这个梦想一直无法实现。

　　1995年，刘贵廷带着未了的心愿退休。“我年龄大了，如果你感兴趣，可以继续干下去。”他把希望郑重地交给了当时分管生产的副矿长郭昭华。

　　如今已是神华集团准格尔能源有限公司副总经理的郭昭华说，他总记得当年刘矿长把他叫到办公室说这话时的神情，也记得他从身后的书橱中拿出的几个瓶瓶罐罐。那些罐子里装着传统碱法制取的铝产品，有氧化铝、氯化铝等。

　　接过老矿长的接力棒，又一批年轻的神华人踏上了探索煤炭伴生资源的路。他们首先利用煤矸石热值高的特性，利用煤矸石建成了煤矸石发电厂。但矸石发电厂排放出的粉煤灰会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。而粉煤灰的优点在于二次富集了煤矸石中的伴生资源，为提取创造了更好的条件。如何将工业废渣“变废为宝”，神华人此时需要的是全新的工艺。

　　纵观制铝工艺，目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝有90%以上是用拜耳法生产的，即加氢氧化钠，利用这一方法从铝土矿中提取氧化铝已达120年之久。从粉煤灰中提取氧化铝，也可追溯到上世纪50年代，因冷战而无法进口铝矿石的波兰人发明了一种“碱石灰烧结法”。这种方法在此后很长一段时间里成为煤炭制取氧化铝的主要思路。碱法制取氧化铝是一种“加量法”：一吨粉煤灰加入六七吨石灰石，预脱硅后再提氧化铝，这无疑又制造出了更多的废物，不但对环境造成很大破坏，而且生产成本也很高，所以在世界范围内一直没有较为成功的工业化应用。

　　要想实现粉煤灰提取氧化铝的大规模工业应用，必须研究一种全新的工艺才行。“我们希望整个工艺流程是一个"减量"的过程，因此需要突破常规的思维，于是我们想到了酸。”郭昭华告诉记者。

　　酸法制取氧化铝遇到了前所未有的考验。满足工业化酸法制取氧化铝的材料迟迟未能出现，成为2004年项目启动以来最大的难关。但神华人坚信，随着材料科学的进步，工业需求一定可以和科学发展达到一个交汇点。

　　他们没有坐等这个交汇点的到来。随即，神华集团对准格尔地区煤炭资源进行了新的补充勘探工作，得到的结果是振奋人心的：准格尔煤田煤炭中氧化铝总量超过20亿吨，是我国现有铝土矿资源储量的3倍，煤田煤炭中镓的储量是世界总储量的80%。

　　这一发现更坚定了他们前进的脚步。神华集团牵头组织吉林大学、贵阳铝镁设计院以及航天科技(000901,股吧)集团等一批科研院校、设计单位进行技术攻关，充分调动科研人员以及设备制造厂的积极性，利用产学研相结合的模式将氧化铝中试厂建设起来。

　　时间终于来到2012年，神华人期待的时刻到来。“一步酸溶法”制备氧化铝和镓的成套工艺技术经过多年的技术攻关，获得专利40余项。这一技术的研发成功，解决了我国铝资源短缺的难题，也将使我国镓这一战略资源得以开发利用。

　　“准格尔的煤是高铝富镓的煤，经电厂燃烧以后，二次富集极具开发价值。这块铝，是用神华的专有技术，从粉煤灰里面提取出来的氧化铝电解以后形成的铝锭，达到了国家一级品的标准。”这些字是用激光刻在一块亮闪闪的铝锭上的，在象征着煤炭的黑色底座的印衬下，显得更加耀眼。

　　这是2008年摆在神华集团决策者面前的一份请愿书，推动了氧化铝项目从实验室走向中试阶段。而今总投资约1358亿元、占地面积30平方公里的神华准格尔矿区煤炭伴生资源循环经济项目已经启动，氧化铝的大规模工业化生产如箭在弦。项目建成后，预计每年可创利润300多亿元，上交税费160多亿元，并节约标准煤170万吨，经济效益是同等规模单纯煤炭产业的10倍，可大大缓解我国目前铝资源严重不足的现状。

　　神华集团经过多年科技攻关获得的具有自主知识产权的科技成果，从循环流化床电厂废渣粉煤灰中提取氧化铝及镓，并进行相关产品的生产加工，相关技术为我国从高铝煤炭资源中提取冶金材料开辟了一条新路。

　　在这条变废为宝的探索之路上，神华集团将产业链建设的目标锁定在坑口发电产生的粉煤灰全部由下游产业“吃干榨净”，力争实现效益的最大化，保护资源与环境。

　　在这条路上，神华人将继续前行。“粉煤灰的深化利用是所里正在开展的五大项目之一，除了铝产品，我们希望利用粉煤灰制成用于建筑的耐热防火材料、高强度塑料等产品。”神华集团低碳清洁能源研究所所长迈克・戴维斯告诉记者。