科创中国

节能环保产业

该项目以实现铝灰中有价组分清洁高值化利用为研究目标，基于对铝电解铝灰的有价、有害组元赋存状态、分布特性以及迁移转化规律的基础分析研究，首次提出了铝电解铝灰梯级高值资源化利用的工艺技术路线，解决了铝灰的组成复杂、性质相近难以分离，组分高值化利用难度大等一系列技术难题，开发出一整套具有自主知识产权的核心技术和装备。该项目利用铝灰组分的物性差异实现了一次铝灰中金属铝的高效提取；二次铝灰中有价、有害元素实施了精准分离及转化，研发出制备铝电解阳极钢爪保护环生产技术，最终作为覆盖料返回铝电解槽，实现了铝灰中的金属铝、氧化铝、氟化盐等组分的高值资源化利用。整个处理过程清洁、高效、无废弃物产生。该项目获得国家授权专利 3 项，技术经济指标达到了世界领先水平。

该项目开发的主要创新技术有：①一次铝灰多级深度除铁-多级研磨筛分高效提取金属铝的技术；②二次铝灰催化水解脱氮、转型固化回收氧化铝及氟化盐的梯级高值资源化利用技术；③脱氮铝灰制取铝电解阳极钢爪保护环的成型、安装和资源化利用等成套工艺技术；④控温控时一体化脱氮定型反应炉、低温快速轮碾、成型机等制取阳极钢爪保护环的成套装备；⑤开发出了清洁环保、不产生新的废弃物的处理铝灰和资源化利用工艺流程。 该项目成果工业化应用技术效果如下：一次铝灰中所含的金属铝回收率为 90%以上；二次铝灰中所有有价元素得到了高效回收利用，脱氮生成的氨水可用于锅炉烟气的脱硫、脱硝；铝灰钢爪保护环使钢爪腐蚀速度降低 3 倍，明显降低了阳极钢爪的维修费用；铝灰保护环使用后作为覆盖料返回铝电解槽，其中组分全部得到高值化利用，且对原铝质量无影响。 成果亮点： 1. 具有自主知识产权，研究成果已授权专利3项; 2.该技术2019年获有色金属协会科学技术一等奖。

刘风琴，女，1962年生，北京科技大学教授、博导、工学博士，1983年毕业于中南大学有色金属冶金专业。曾任中国铝业公司郑州研究院研发副院长、铝用炭素首席专家；30多年来一直在铝冶炼工业从事节能、清洁生产、固废减排及资源化利用的研究及成果产业化工作。承担国家及中铝公司重大科技项目20余项，；近年来领军研发“铝电解铝灰梯级高值资源化利用技术的研发及工业应用”（排名第1）、“铝电解用优质炭阳极关键技术开发及产业化”（排名1）、“新型阴极铝电解槽重大节能技术的开发应用”（排名3）项目，获国家科技进步二等奖2项；省部级一等奖5项，出版中、英文专著4本，国内外授权专利40余件、制定国家标准6项，发表论文60余篇。是我国铝冶炼行业知名专家，为铝冶炼工业的科技进步做出了重要贡献。近年来，带领北京科技大学绿色高效轻金属团队专注研究铝冶炼工业固/危废的资源化利用及安全处置技术的研发及产业化推广应用工作。

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