科创中国

        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。

我国是世界原铝第一生产大国，每年产生大量危险固体废弃物，严重污染生态环境。铝灰是其中的一种，主要成分是金属铝、氧化铝、氮化铝等，可利用价值高。因此研发铝灰安全处置及资源化利用技术，实现铝电解固体废弃物资源循环和高值化利用，是我国铝工业环境治理和实现循环经济的重大技术需求。 国内外从一次铝灰中回收金属铝的技术，流程复杂、设备投资大、能耗高，回收率也较低，二次铝灰没有成熟的资源化利用技术，大多采用填埋处理，仅有少量制取低值的炼钢用精炼剂。

性能指标：

一次铝灰中的金属铝回收率高于95%，所剩余的少量金属铝也在二次铝灰的进一步处理过程中转变为氧化铝而得到回收利用。

铝灰中的氮化铝完全转化为氨气和氧化铝，有价元素几乎全部得到回收利用。

铝灰中的氧化铝和氟化物全部进入铝电解槽，也可以达到100%的利用率。吨铝氧化铝消耗降低8-10公斤，实现了高值化利用的目的。

市场分析：

本技术及其衍生技术可在各大铝电解、吕合金制造及加工、铝合金再生、铝灰处置利用企业进行移植和应用，具有较宽广的应用前景。

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。

1. 焦作万方铝业工业应用的经济效益

本项目开发出的关键技术首先在河南焦作万方铝业实施了产业化示范，于2010年建成了年产能处理10000吨的铝电解铝灰梯级高效资源化利用技术的产业化示范线。该示范工程当年投产并实现正常稳定生产运行。

焦作万方铝业年处理一次铝灰4000吨以上，每年回收金属铝300吨，生产出铝灰保护环约100万付，大幅度降低钢爪的维修成本并减少采购量2000个，节约氧化铝消耗2200吨。由此计算出铝电解铝灰梯级高值资源化利用技术从2011年起，在焦作万方铝业的年直接经济效益为1000万元至1100万元。

2. 中铝山西新材料有限公司工业应用的经济效益

中铝山西新材料有限公司（原华泽铝业）于2014年实施了铝电解铝灰制作新型阳极保护环技改项目，建成了一套规模为5000吨/年的铝灰保护环生产线，并进行了产业化应用。每年回收金属铝约1200吨，产生经济效益1200万元。

中铝山西新材料有限公司年处理一次铝灰5000吨/年，每年回收金属铝约1200吨，年生产铝灰阳极保护环80万付，钢爪使用寿命延长3倍，每年可节约钢爪数1600个，减少氧化铝消耗3000吨。由此计算出铝电解铝灰梯级高值资源化利用技术从2014年起，在中铝山西新材料有限公司的年直接经济效益为2000万元至2150万元。

3. 青海桥电实业有限公司工业应用的经济效益

青海桥电实业有限公司于2016年10月开展了铝电解铝灰梯级高效资源化利用技术的工程项目的建设，2018年1月投产并正常生产运行。

该条生产线、成套技术装备已正常运行1.5年，安全处理、利用铝电解铝灰1.17万吨，回收金属铝1372吨，生产炭阳极钢爪79万付，分别在青海桥头铝电有限公司、青海西部水电有限公司等铝厂进行了工业应用，产生了很好的经济效益。

合作方式：技术许可、合作开发

目前处于何种研发阶段：产业化

样机：有

已投入成本：本技术及其衍生技术已投入研发费用300万元。

推广应用情况：整个梯级利用技术的产品实现了高值化，铝灰处理过程不产生新的废弃物排放。该项目成果已在焦作万方铝业、山西新材料股份有限公司、青海桥头铝业等大型铝业公司应用多年，建成了 3 条铝灰梯级高值资源化利用生产线，形成处理产能约 2 万吨铝灰/年，处理每吨铝灰可产生约 3000 元的经济效益，至今共处理铝灰近 10 万吨，产生总经济效益约 3 亿元，并解决了相关铝电解企业铝灰的堆放和污染问题，社会经济效益显著，提高了铝电解企业的核心竞争力。该成果对我国铝电解工业固体危险废弃物的无害化处理及资源化利用起到了重大的推动作用，投资少、见效快，推广应用前景十分广阔。

期望技术转移成交价格（大概金额）：500万元。