棕剛玉生產(chǎn)必須走科技創(chuàng)新之路
作者：27發(fā)布時(shí)間：2010-11-02
棕剛玉是一種工業(yè)原料。棕剛玉產(chǎn)品在我國(guó)起步較晚，是在一九五一年由當(dāng)時(shí)的沈陽(yáng)蘇家屯砂輪廠研制成功，至今已經(jīng)有59年的歷程。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)棕剛玉產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有，從小到大。在上世紀(jì)八十年代之前，我國(guó)的棕剛玉生產(chǎn)，也只有中國(guó)第一砂輪廠、第二砂輪廠、第三砂輪廠、第四砂輪廠、第七砂輪廠等幾家大的國(guó)營(yíng)企業(yè)在生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)的產(chǎn)量只不過(guò)十幾萬(wàn)噸。自我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，棕剛玉生產(chǎn)雨后春筍般發(fā)展起來(lái)，到目前為止，全國(guó)的棕剛玉生產(chǎn)能力已突破300萬(wàn)噸，成為世界上棕剛玉第一生產(chǎn)大國(guó)。
起初所生產(chǎn)的棕剛玉產(chǎn)品，幾乎全部用于加工制成各種材質(zhì)的固結(jié)磨具，涂附磨具，及研磨膏等，用于金屬材料的磨削加工。棕剛玉行業(yè)經(jīng)過(guò)了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展壯大，但是與其他行業(yè)相比仍是一個(gè)小行業(yè)，其屬性決定了他在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用，在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)中它又是一個(gè)必不可少的行業(yè)。隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的不斷提速，棕剛玉的用途也在不斷擴(kuò)大。目前已廣泛應(yīng)用于耐火材料工業(yè)和石油支撐劑工業(yè)，其用量不斷增加。
我國(guó)的棕剛玉生產(chǎn)，開(kāi)始都是用固定爐進(jìn)行生產(chǎn)的。進(jìn)入上世紀(jì)七十年代后，出現(xiàn)了傾倒?fàn)t生產(chǎn)的新工藝。到目前為止我國(guó)棕剛玉生產(chǎn)使用的固定爐和傾倒?fàn)t的比例是1：1。不論是固定爐也好，或是傾倒?fàn)t也罷，其生產(chǎn)工藝過(guò)程基本相同，它們都是以鋁礬土為主要原料，再配以其它輔助材料在礦熱爐內(nèi)高溫融化，經(jīng)過(guò)一系列的物理化學(xué)反應(yīng)而制得的，是一種能耗比較高的產(chǎn)品。電費(fèi)成本在生產(chǎn)成本中約占三分之一至二分之一。由于生產(chǎn)棕剛玉的主要原材料為鋁礬土，因此鋁礬土品質(zhì)的好壞決定了能耗的高低。上世紀(jì)80年代之前，生產(chǎn)棕剛玉的鋁礬土其Al2O3含量為85%左右，鋁硅比為20:1，用這種高品位的鋁礬土生產(chǎn)棕剛玉時(shí)，固定爐的單位耗電量為2600kwh左右，傾倒?fàn)t單位耗電量為2500kwh左右。
目前在我國(guó)境內(nèi)Al2O3含量達(dá)到85%的鋁礬土礦奇缺，或者說(shuō)已經(jīng)枯竭。當(dāng)前生產(chǎn)棕剛玉所用的鋁礬土其Al2O3含量多為70-80%之間。鋁礬土中SiO2的含量高低對(duì)單位耗電量的影響顯著，有資料表明，SiO2在鋁礬土中的含量每增加2%其單位耗電量可增加8-16%。所以目前棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)耗電量都居高不下，固定爐生產(chǎn)單位耗電量達(dá)2800kwh，有些甚至更高。加上電力和原材料的價(jià)格不斷上漲，使生產(chǎn)成本長(zhǎng)期在高位運(yùn)行。企業(yè)的生產(chǎn)成本壓力很大，同時(shí)也給節(jié)能減排帶來(lái)了巨大的困難。
鋁礬土是生產(chǎn)棕剛玉的主要原料，但是它也是鋁工業(yè)、耐火材料工業(yè)和石油支撐劑工業(yè)的主要原材料，隨著國(guó)家工業(yè)化進(jìn)程的不斷提速以及鋁工業(yè)、耐火材料工業(yè)、石油支撐劑工業(yè)的飛速發(fā)展，高品位鋁礬土礦蹤跡難覓。棕剛玉生產(chǎn)對(duì)鋁礬土品位的要求與鋁工業(yè)、耐火材料工業(yè)不同，后者對(duì)鋁礬土品位的要求較低。
半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，棕剛玉生產(chǎn)仍沿用傳統(tǒng)的工藝從未改變。隨著時(shí)代的變遷，礦產(chǎn)資源的減少和礦產(chǎn)品質(zhì)量的下降，能源價(jià)格的不斷提升，原材料價(jià)格的升高，節(jié)能減排任務(wù)的日趨繁重，棕剛玉生產(chǎn)在技術(shù)上沒(méi)有新的突破，可以預(yù)料十年后棕剛玉生產(chǎn)的單位耗電量及生產(chǎn)成本均會(huì)出現(xiàn)驚人的大幅上升，棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)也可能會(huì)因此被迫關(guān)停。按照目前市場(chǎng)價(jià)格的不變價(jià)格進(jìn)行測(cè)算，屆時(shí)的棕剛玉生產(chǎn)成本會(huì)在4000-5000元之間，節(jié)能減排也將成為不可逾越的難題。鑒于以上各種因素，未來(lái)棕剛玉生產(chǎn)和發(fā)展，必須在科學(xué)發(fā)展觀思想的指導(dǎo)下，盡快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，走技術(shù)創(chuàng)新的道路。筆者認(rèn)為，未來(lái)的棕剛玉生產(chǎn)與發(fā)展走技術(shù)創(chuàng)新之路必叢以下幾方面入手：
一、鋁礬土中的Al2O3的“富集”?？梢灶A(yù)見(jiàn)未來(lái)棕剛玉生產(chǎn)所用的鋁礬土中的Al2O3的含量為75%左右居多，從圖表上可以看出當(dāng)Al2O3得含量達(dá)到75%時(shí)，其單位耗電量已在3000kwh以上，按目前的電價(jià)折算，能耗費(fèi)用一項(xiàng)占生產(chǎn)成本的三分之二以上。生產(chǎn)企業(yè)已基本無(wú)利可圖。為此，必須把鋁礬土中的Al2O3富集起來(lái)，使其Al2O3含量達(dá)到90%左右，要達(dá)到Al2O3富集目的，必須進(jìn)行物理或化學(xué)的方法進(jìn)行處理，這是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。處理后的鋁礬土成本（按現(xiàn)價(jià)不變）會(huì)提高15-25%，但處理后的鋁礬土生產(chǎn)棕剛玉時(shí)，其單位耗電會(huì)大幅下降。
二、對(duì)鋁礬土礦進(jìn)行脫硅處理。Al2O3含量為75%的鋁礬土礦中的SiO2含量都在10%以上，SiO2的含量高勢(shì)必在棕剛玉冶煉時(shí)，增加還原劑和澄清劑的用量，由此會(huì)引起單位耗電的大幅飆升，增大企業(yè)生產(chǎn)成本。要走技術(shù)創(chuàng)新之路。脫硅這一過(guò)程也是關(guān)鍵之舉。脫硅是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)反映過(guò)程。脫硅后的鋁礬土是SiO2的含量降到2%以下。脫硅后的鋁礬土增加還原劑和澄清劑的用量大大減少，可以預(yù)測(cè)用脫硅后的鋁礬土生產(chǎn)棕剛玉的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于未脫硅的鋁礬土。
三、適當(dāng)加入添加劑。要能找到一宗適合于棕剛玉冶煉的添加劑，其目的有二，其一：冶煉棕剛玉時(shí)添加劑加入之后能促使物料的融化速度加快，確切的說(shuō)這種添加劑就是促溶劑。由于融化速度的加快使原本8小時(shí)的冶煉時(shí)間縮短為6-7小時(shí)，使冶煉時(shí)間減少，生產(chǎn)周期加快，單位耗電自然也就降下來(lái)，同時(shí)也使生產(chǎn)能力提高。按照當(dāng)時(shí)所使用的生產(chǎn)工藝預(yù)計(jì)單位耗電可能降至100-200kwh。其二，由于添加劑的使用，在剛玉融入了其他元素，能使剛玉起到改性的作用，使棕剛玉硬度和韌度都有不同程度的提高，為棕剛玉家族中增加一個(gè)新的成員。
以上三種改進(jìn)措施實(shí)施之后，預(yù)計(jì)棕剛玉單位耗能可能由目前的2700kwh降至2000kwh以下。生產(chǎn)效率可提高15%，可為棕剛玉企業(yè)帶來(lái)豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。
筆者在此發(fā)表的拙見(jiàn)實(shí)為拋磚引玉，借此引起行業(yè)同仁的共鳴！我們要敢于走前人沒(méi)有走過(guò)的路，敢于進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，通過(guò)努力使我國(guó)的棕剛玉生產(chǎn)走在世界的前沿，為中華民族的振興作出貢獻(xiàn)。
(本文作者：貴陽(yáng)市磨料磨具行業(yè)協(xié)會(huì) 貴州云霧磨料公司 張燦) 來(lái)源：中國(guó)耐材之窗網(wǎng)
