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粉煤灰里炼出“稀贵料”!中俄技术炼出氧化铝 + 锂,缓解资源卡脖子难题

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如今中俄联手搞出的“碱溶-亚熔盐法”,把这不起眼的固废变成了“香饽饽”——能从中提炼出氧化铝、镓、锂这些关键材料,山西一个试点项目一年就能处理50万吨粉煤灰。更重要的是,这技术不仅让固废“变废为宝”,还帮我国缓解了铝土矿、芯片材料的进口依赖,咱们从头说说它到底厉害在哪。

一、先看真金白银的成果:山西试点把“灰”变成“高值料”

要说这技术靠不靠谱,山西某电厂的工业化试点最有说服力——这里处理的是电厂日常产生的粉煤灰,却能产出实打实的高价值产品:

产量够实在:一年能处理50万吨粉煤灰,能炼出8万吨氧化铝,纯度达99.5%,刚好符合电解铝的原料标准;还能同步提取40吨高纯度镓、150吨锂。

产值够亮眼:按现在的市场价算,氧化铝2800元/吨、镓5000元/公斤、锂15万元/吨,光这几样一年总产值就超3亿元。要知道,以前50万吨粉煤灰做建材,产值不高,现在溢价卖,相当于给电厂多了条“赚钱路”。

尾渣不浪费:传统工艺处理50万吨粉煤灰,会留下40万吨尾渣,还得找地方堆;这个技术把尾渣量减少了60%,只剩16万吨,而且尾渣主要是活性硅酸钙,不用再处理就能当水泥混合材,或者做路基填料,真正实现“吃干榨净”,没了固废堆存的烦恼。

二、技术怎么做到的?不用高温烧,温和条件提效率

很多人好奇,粉煤灰里的铝、镓、锂怎么炼出来的?关键就在“亚熔盐”这三个字——它打破了传统工艺“高温焙烧”的老路子,用更温和的条件实现高效提取:

传统提铝工艺(比如石灰石烧结法)得把原料加热到1200℃以上,又费电又耗煤,氧化铝溶出率还只有50%-60%;而“碱溶-亚熔盐法”是让碱溶液(比如氢氧化钠)处于“接近融化但没完全液化”的状态,温度只要200-300℃,压力1.0-1.5MPa,就像“温水煮茶”一样,慢慢把粉煤灰里的铝硅酸盐(铝和硅的结合物)拆开,让氧化铝变成能溶解的铝酸钠,最后提纯出来。

更聪明的是,这个技术还能“顺带”提其他稀有金属:镓和锂在亚熔盐里的溶解特性不一样,用萃取剂就能把镓富集起来,用吸附树脂能回收锂,解决了传统工艺“只提铝、扔稀料”的浪费问题。这么一来,氧化铝溶出率能到90%,吨氧化铝的能耗从800kWh降到480kWh,直接省了40%的能源。

三、不只是赚钱:还解了我国“资源卡脖子”的大问题

这技术的价值,远不止“固废变钱”,更关乎我国关键资源的安全:

少买进口铝土矿:我国每年用的铝土矿,60%以上靠进口(2024年进口了1.1亿吨)。这个技术生产8万吨氧化铝,能替代25万吨铝土矿;要是全国推广到年处理1000万吨粉煤灰的规模,就能替代1000万吨铝土矿,相当于多了一个大型铝土矿基地。

补上芯片、新能源材料短板:镓是做芯片、5G基站的核心材料,我国虽然占全球95%的镓产量,但高纯度镓还得靠进口提纯技术,这个技术75%的镓回收率,能提供稳定的原料;锂是动力电池的关键,我国70%的锂靠进口,虽然50万吨粉煤灰只提150吨锂,但全国粉煤灰里的锂储量约200万吨,规模化后能成盐湖提锂、锂云母提锂的重要补充,不用再全靠进口。

四、中俄联手的巧劲:各取所长,还能帮“一带一路”

这个技术能成,中俄合作的“协同效应”很关键:俄罗斯在亚熔盐化工领域有经验(比如西伯利亚的钾肥生产技术),我国在粉煤灰资源化上有积累(比如高铝灰处理),双方一结合,就突破了各自的技术瓶颈。而且这个技术不只是我国能用,像哈萨克斯坦这些中亚国家,煤电粉煤灰里的氧化铝含量能到40%,刚好适配这个技术——未来能帮这些国家把固废变成新材料,成了“一带一路”技术输出的好范本。

五、还有难题要解:降成本、延设备寿命是关键

当然,技术现在也有需要改进的地方:

一是高浓度碱的回收成本不低,得把碱循环率提到95%以上,才能进一步降吨成本,现在正研发高效膜分离技术,目标是减少30%的碱消耗;

二是亚熔盐环境对设备腐蚀厉害,目前用的钛合金设备寿命大概1年,下一步计划用陶瓷基复合材料(比如碳化硅增强氧化铝),把寿命延长到3年。

另外,未来还打算跟煤电企业一起建“粉煤灰-氧化铝-铝加工”产业园,比如山西准格尔旗正在规划百万吨级基地,让粉煤灰在电厂附近直接处理,不用长途运输,进一步降低成本。

结语:粉煤灰不再是“灰”,而是“城市矿山”

中俄联合的“碱溶-亚熔盐法”,不只是让粉煤灰从“环保包袱”变成“经济财富”,更把它变成了缓解我国关键资源依赖的“城市矿山”——以前觉得没用的固废,现在能炼出铝、镓、锂,还能低碳、循环。随着技术不断改进、规模扩大,未来可能会有更多电厂的粉煤灰,不再堆成山,而是变成芯片、电池里的关键材料,这才是固废高值化利用的真正意义。

来源:灰站

 

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2025年9月28日 09:13
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