科创中国

金属铝是国民经济和国防军工建设重要的基础材料，电解铝生产以炭材料为阳极，产生碳排放。残极是阳极更换后的残余部分，氟和金属杂质元素含量高，对环境存在危害，其循环回配对阳极质量、铝电解生产技术经济指标和碳排放产生不利影响。针对残极中氟化物无法脱除的难题、大量富余及回收利用影响阳极质量、阳极换极周期不合理等问题，研究构建了以同粒级协同嵌补-低量粘结剂-增强抗氧化性能为特征的残极高效循环利用制造阳极技术、开发了残极连续石墨化-高质化应用技术、形成基于适宜残极高度的铝电解低净耗技术，构成了铝电解残极高效循环利用绿色低碳技术，该技术可提高阳极质量，降低阳极生产成本，降低电解生产净炭耗和碳排放，解决富余残极存储和利用带来的环境问题，为“碳达峰 碳中和”战略和铝行业可持续发展提供技术支撑。

针对电解铝企业存在大量富余残极、回收利用影响阳极质量的问题，研究了残极加入比例和方式对阳极生产工艺参数和阳极质量指标的影响，首次开发了残极与煅后焦同粒级协同嵌补的配方优化技术，将残极配入比例增加到14~30%，降低了沥青用量，提高了阳极的密度和机械强度；开发应用了基体改性法增强阳极抗氧化性能技术，提高了阳极空气反应残余率和CO2反应残余率；合理利用焙烧过程中沥青挥发分燃烧热能，保证产品焙烧效果均质性，形成了以同粒级嵌补-低量粘结剂-增强抗氧化性能为特征的残极高效利用制造阳极生产技术，实现了残极大比例配入，提高阳极质量，减少碳排放折合22 kg/t-Al。

应用该技术，阳极生产过程中残极循环使用比例提高1倍左右，大幅降低了阳极生产成本；减少阳极生产过程中石油焦用量和降低铝电解的阳极净消耗，合计减少碳排放约48kg/t-Al，可助力于电解铝行业的低碳发展。同时，残极的高效循环利用，消纳了富余残极，杜绝其不当贮存、处置对环境带来的危害，有利于电解铝绿色可持续发展。

项目完成人：罗英涛、陈开斌、刘建军、孙丽贞、蒋杨、王冉、杨宏杰、农世富、王玉杰、崔刚

项目完成单位：中铝郑州有色金属研究院有限公司，是中国轻金属专业领域唯一的大型科研机构，是我国铝镁工业新技术、新工艺、新材料和新装备的重大、关键和前瞻技术的研发基地，基础研究及原创性技术成果的孵化与转化基地。

本技术成果在新疆、广西、河南等地企业成功推广应用，近三年累计新增销售收入119亿元，创造经济效益4.32亿元，减少碳排放32.24万吨。目前，全国电解铝产量超过3850万吨，如果全面采用本技术，每年可减少CO2排放约184.8万吨，减少残极储存和输出134.8万吨。而且由于残极的价格远低于煅后焦，提高使用比例，也为企业带来了可观的经济效益。

该技术可以在铝用炭素全行业进行推广应用。团队将以客户为中心，问题为导向，准确把握市场动向，针对不同的客户需求，提供“一对一”的解决方案，根据客户的实际情况以及需要解决的问题，为客户打造专属的节能降碳、绿色环保的焙烧炉综合技术方案。