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近日，隨著中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司（簡稱鄭州研究院）與遵義鋁業就濕法深度氧化脫硫脫碳技術產業化在遵義鋁業其他生產線全面推廣應用達成一致意見，標志著雙方歷時十年研發、試驗與工業應用的濕法氧化同步脫硫脫有機物技術取得令人滿意的成果，也預示著一水硬鋁石型高硫鋁土礦生產氧化鋁技術難題被破解，正式進入推廣應用階段。

生產中的難題就是研發課題

近年來，隨著我國氧化鋁工業快速發展，氧化鋁產能和產量穩居世界第一，占世界產量的50%以上。而我國的鋁土礦資源量僅占全球的3.3%，日漸匱乏。我國高硫鋁土礦的總儲量在8億噸以上，但在通常的拜耳法條件下使用高硫鋁土礦，會對氧化鋁生產過程產生嚴重危害，缺乏經濟利用高硫鋁土礦的有效方法。當溶出過程中溶液中的硫與有機物含量達到一定程度后，硫會腐蝕預熱管道、溶出器和蒸發器；造成氧化鋁中鐵含量超標，產品質量下降；蒸發過程能耗增加，且造成堿損失；惡化赤泥沉降性能，導致沉降槽跑混等諸多危害。有機物會降低氧化鋁生產過程分解率；氫氧化鋁產品帶色、粒度細化；氧化鋁產品鈉含量超標，產品質量下降；赤泥沉降性能惡化；草酸鹽與氫氧化鋁一起結晶析出，易導致分解槽垮槽等危害。致使高硫鋁土礦無法得到經濟高效利用。

因此，如何有效解決硫和有機物的脫除問題，實現高硫鋁土礦的經濟高效利用，成為困擾我國氧化鋁企業高質量發展的卡脖子難題。

鄭州研究院作為中鋁技術研發中心，始終以科技創新服務中鋁高質量發展為首要任務，未雨綢繆，面對難題，主動擔當，于2011年率先提出了“高硫鋁土礦生產氧化鋁綜合技術研究”項目，并得到了中鋁股份的大力支持，被列為其重大科技專項予以攻關。在該專項中包含了兩個子課題：一水硬鋁石型鋁土礦反浮選同步脫硫脫有機物技術及濕法氧化同步脫硫脫有機物技術。鄭州研究院領導高度重視，迅速分別成立了以資源綜合利用研究所和氧化鋁研究所為主體的研發團隊，立即開展了實驗室研究與技術攻關。中鋁集團氧化鋁首席工程師尹中林作為“濕法氧化同步脫硫脫有機物技術”課題負責人，帶領由氧化鋁研究所和華慧公司專業技術人員參加的濕法氧化項目研發團隊，投入到了困難重重的研究征途。

創新之初艱難多

國內外針對高硫鋁土礦生產氧化鋁的脫硫、脫除有機物問題開展了大量的研究工作，嘗試采用了多種方法。但都不適合我國氧化鋁企業用一水硬鋁石型高硫鋁土礦生產氧化鋁的原料、環境和工藝技術條件。這些技術路線因成本高或者其它原因而未能實現產業化應用。如何找到一種可行的技術方案，有針對性的解決一水硬鋁石型高硫鋁土礦生產氧化鋁并可大規模的高效經濟利用，是當務之急。

研發團隊根據國內多數氧化鋁企業生產現狀，結合豐富的研究經驗，創新性的提出了濕法氧化的技術路線。在2012年從實驗室基礎研究開始，采取產學研結合的開放式研究方式，借助鄭州大學及有關氧氣生產企業技術人員的經驗，百折不撓的研發試驗裝置。相繼攻克了注氧器結構、材質、計量等一系列技術難題，通過反復試驗，成功研發了可行的試驗注氧設備。經過長期系統的實驗室研究，優化再優化，歷經兩年，克服重重難題，終于形成了一水硬鋁石型鋁土礦拜耳法溶出過程中濕法氧化脫硫脫碳技術原型。實驗室試驗結果表明，遵義高硫鋁土礦及其選精礦進行高壓濕法氧化后可以將溶出液中的活性硫S^2-和S₂O₃^2-除去，使得溶液中的Fe含量降低。而硝酸鈉和雙氧水的氧化效果差，溶出過程中添加氧化劑硝酸鈉和雙氧水對溶液中S^2-有一定的去除效果，但對S₂O₃^2-的去除效果不明顯。溶液在通氧氣濕法氧化硫的同時可以氧化有機物；通入氧氣和加入硝酸鈉及雙氧水相比，通入氧氣的成本最低, 效果最好。最終選定濕法氧化為最優方案。

啃下工業化這塊“硬骨頭”

2015年，鄭州研究院和遵義鋁業股份有限公司開展產研合作，在其第四條氧化鋁生產線上進行了工業試驗，檢驗濕法氧化技術原型應用于大規模生產的可行性。

實驗室得到的技術原型只是說明該技術路線從原理上是走得通的、可行的，但真拿到大規模的生產線上去應用，還有很長的路要走。濕法氧化技術也不例外。首先遇到的便是如何在高溫高壓高腐蝕的生產線上通入氧氣的問題。實驗室用的注氧設備根本無法套用到這種環境中。“如何盡快研制一種工業用注氧計量裝置，是當時我們面臨的最大難題，也是項目成敗的關鍵。”氧化鋁研究所所長齊麗娟充滿感嘆的回憶道。

該技術工業應用裝備工況條件苛刻，對安全性、可靠性要求極高，國內尚無裝備可以借鑒。以鄭州研究院為主，雙方團隊配合默契，開展了聯合技術攻關。從注氧計量裝置的結構設計、選用材質、采購配件、制作加工，到施工安裝，開始工業試驗。不是選用材料不耐高壓，就是不耐腐蝕；不是設計有缺陷，就是結構不夠好；不是計量不準確，就是通氣不勻反應不均。一改再改，反反復復，前前后后進行幾十次試驗，不斷完善，攻克了一個又一個難關。第一階段濕法氧化工業試驗表明，在氧氣添加適量的條件下，單次濕法氧化后溶出液中的S^2-降低25～60%，有機碳含量降低5～6%。試驗過程中未發現有腐蝕現象。中國有色金屬工業協會組織專家于2015年底對該項目進行了鑒定。專家組一致認為，該項目開發的一水硬鋁石礦拜耳法氧氣濕法氧化脫硫脫有機物技術，可有效消除硫及有機物對拜耳法過程的影響；開發的不凝性氣體的在線連續檢測和濕法氧化系統的安全控制技術，實現了系統內殘余氣體成分的實時監測和濕法氧化全系統的安全操作與控制。項目整體技術達到了國際領先水平。并與2016年被評為中國有色金屬行業科技進步一等獎。

為有效解決采用第一階段技術成果進行生產的遵義鋁業第四條生產線有機物持續升高和鋁土礦含硫量提升的問題，2019～2020年，鄭州研究院和遵義鋁業繼續合作，深入開展了“濕法氧化脫硫脫碳技術優化升級研究”。經過12個月的工業試驗，系統運行安全平穩，，可完全滿足工業應用。在試驗條件下，溶液中S^2-降低了40%以上，溶液吸光度降低了10%以上，C_org降低了1%以上，C₂O₄^2-降低了4%以上；與同時期添加硝酸鈉的生產線相比，溶液中S^2-降低了30%以上，溶液吸光度降低10%以上，C_org降低了1%以上，C₂O₄^2-降低了5%以上。工業應用證明氧氣濕法氧化脫除硫和有機物的效果明顯優于添加硝酸鈉的氧化效果，且經濟效益顯著。

                 堅守初心勇創新

該項目意義重大，兩次工業試驗前后歷經的近五年時間內，始終受到鄭州研究院和遵義鋁業雙方領導的高度重視與大力支持。鄭州研究院黨委書記、執行董事樊大林在技術開發中,一再要求要發揮黨建引領作用,把此項目做好做扎實，做成“兩帶兩創”的標桿。并于2020年1月，在試驗的關鍵時期，親自帶隊深入遵義鋁業濕法氧化脫硫脫碳項目現場，慰問項目團隊全體參戰人員，給大家以鼓勵和有力支持；并對試驗流程、設備控制和指標結果等進行具體指導。總經理史志榮、副總經理陳開斌,對該項目十分關心，多次深入現場進行指導，積極協調，為項目研發和產業化創造了良好的條件。

“中鋁大家庭”和協同創新理念在項目實施中體現得淋漓盡致。遵義鋁業董事長謝青松多次深入現場協調解決遇到的困難和問題，關心鄭州研究院項目人員的工作和生活。具體負責該項目的副總經理李其貴更是無縫對接、親力親為。他們與遵義鋁業的有關部門和一線員工一道，為項目的順利開展付出了辛勤的努力和汗水，做出了突出貢獻。

哪里有困難，哪里有黨員，黨旗黨徽就始終閃耀在技術創新的第一線。黨員干部帶領員工創新創造的感人事跡，一樁樁一件件，感人至深。特別是2020年新冠肺炎疫情發生后，在疫情稍有緩解的三月中旬，項目組集體做了核酸檢測后立即趕赴現場，每天跟班指導，堅持高標準、嚴要求開展工作。項目組成員往往一去幾個月盯在現場。去時春寒料峭、棉衣加身，回來時已是穿短袖的盛夏。大家由于都沒帶夏裝，不得不在遵義網購。在試驗進行的重要時期，尹中林四月初膽囊炎復發，低燒不退。他自己買了點藥，忍住疼痛堅持到完成試驗。問他為啥不去醫院？他說：“當時疫情控制的還很嚴，對于發燒病人都是要被隔離半個月的。為不耽誤試驗，只能忍著。”黨員路曉濤的妻子懷孕，在例行產檢時查出了問題，需要丈夫陪同到鄭州就醫。“當時我也很擔心，可我遠在遵義試驗現場脫不開身，妻子在電話中哭著埋怨我，我也難受的直掉淚。”加班加點更是家常便飯。常常每天在從廠里回住處的路上，都能看到夜里十一點半那趟由北往南的航班。正是這些默默的付出，保證了項目按計劃順利完成。

成功開發的成套濕法氧化脫硫脫碳技術成熟可靠，可靈活應用于一水硬鋁石型鋁土礦拜耳法溶出過程中單獨氧化脫硫、單獨氧化脫有機物和同步氧化脫硫脫有機物。不僅能解決我國一水硬鋁石型鋁土礦拜耳法工藝中因有機物的累積對氧化鋁生產過程造成的危害，同時還可以解決高硫一水硬鋁石型鋁土礦拜耳法生產氧化鋁過程中硫與有機物的影響問題，實現氧化鋁生產過程的高效穩定運行。該技術成果推廣應用前景廣闊，可推廣應用到使用高有機物鋁土礦以及使用高硫高有機物鋁土礦的氧化鋁企業。