淺析中國鋁資源的進口

文 / 王祝堂

新中國鋁工業(yè)始于上世紀初中期。1953年，撫順鋁廠（現(xiàn)名“中鋁撫順鋁業(yè)有限公司”）投產(chǎn)，生產(chǎn)冶金級氧化鋁2661萬噸；新中國第一個大型現(xiàn)代化綜合性加工廠——哈爾濱鋁加工廠（現(xiàn)名東北輕合金有限責任公司）投產(chǎn)，當年生產(chǎn)各種鋁材為2412噸。2012年，中國鋁土礦產(chǎn)量為3961萬噸，占世界總產(chǎn)量4500萬噸的47.3%；鋁材產(chǎn)量約2100萬噸（筆者數(shù)據(jù)，協(xié)會數(shù)據(jù)為3040萬噸），占世界總含量4630萬噸的45.4%。

朝世界鋁業(yè)強國邁進

2010年，中國圓了世界鋁業(yè)大國夢。從2011年開始，邁開朝世界鋁業(yè)強國前進的步伐，大約還有25年，就可以成為一個全面的鋁業(yè)強國。成為初級強國的主要標志是：一是跨過大國門檻，氧化鋁、原鋁、鋁材和鑄件的產(chǎn)量均在幾年前就是全球第一；從氧化鋁、鋁材到鋁鑄件等各類產(chǎn)品，均有著強大的生產(chǎn)能力。

第二，氧化鋁、原鋁、鋁材加工等技術裝備的75%以上都是世界一流的。通過引進與自主創(chuàng)新，在設備大型化、高效化和自動化方面都已達到國際先進水平。例如，高效赤泥沉降裝備及技術、大型液固過濾分離設備及技術、大型平底MIG攪拌槽的設計應用技術及氧化鋁生產(chǎn)中的自動化技術等在中國氧化鋁行業(yè)已得到廣泛的應用；在鋁電解方面，中國在大型預焙槽的研發(fā)與設計、自焙槽改為小型預焙槽、鋁電解節(jié)能與降耗延長電解槽壽命、鋁電解計算機控制、環(huán)保與煙氣凈化、原鋁精煉與直接生產(chǎn)鋁合金的技術方面，均已躋身國際一般或先進水平；中國鋁加工行業(yè)的先進裝備與技術都是在新世紀引進的，均位居世界頂尖水平。截至2012年年底，擁有（1+1）式熱粗-槽軋機 5條（1+3）及（1+4）與（1+5）式熱連軋線11條，擠壓力250MN的大擠壓機65臺，專業(yè)厚板熱軋機5臺，450MN的模鍛機已經(jīng)建成，并在建設800MN的模鍛機王；擁有世界上最多CVC鋁帶冷軋機（15臺），有比美國還多的先進鋁厚板輥底式回溶-猝火處理線。

第三，中國鋁工業(yè)的創(chuàng)新與研發(fā)能力與發(fā)達國家的相比雖然還有相當大的距離，要全面趕超美、德、日可能還需要二三十年，但在某些方面已經(jīng)趕上或略勝一籌了。例如，在利用一水硬鋁石型鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的技術、處理中低品味的新工藝、局部強化節(jié)能新技術，超大規(guī)模預焙槽的設計與運轉技術、節(jié)能與降耗減排電解技術、鋁箱生產(chǎn)技術、航天器發(fā)射火箭5m級連接環(huán)生產(chǎn)技術等。

鋁資源進口將越來越大

筆者所指的鋁資源是：含鋁的各種礦石（統(tǒng)用鋁土礦代表），氧化鋁（含氫氧化鋁），重熔用鋁錠（含有原鋁或再生鋁鑄造的壓力加工錠坯），鋁合金錠，廢鋁，鋁材（板、帶、箔、管、棒、線、型、盤條、粉、膏、中間合金、鍛件等），鋁制品（含鑄件及壓鑄件）。由于中國是一個鋁土礦儲量不富裕且品質(zhì)較差的國家，而對鋁的需求量又大，因此，一直是鋁資源的凈進口國，這種態(tài)勢將延續(xù)下去，而且進口量會逐年有所波動，但增大的總趨勢是不會改變的。

近五年（2008年~2012年）中國進口的各種鋁資源見表1。

由表1 的數(shù)據(jù)可看，鋁土礦、氧化鋁、重熔用鋁錠及廢鋁進口量年平均增長率為正值，而鋁合金錠、鋁材、鋁制品的增長率為負值，這說明中國是一個鋁資源短缺的國家，缺口量越來越大；鋁合金錠、鋁材及鋁制品進口量逐年減少是一件好事，這說明中國鋁加工業(yè)的實力在增強，技術水平在提高，經(jīng)濟效益在上升，高精產(chǎn)品的對外依賴度在迅速減少。

2012年，中國進口的鋁土礦、氧化鋁、重熔用鋁錠和廢鋁折算的重熔用錠量與進口重熔用錠相比，多消耗的電力與多排放的污染物見表2。鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁需排放大量的堿性固體廢渣——赤泥，它雖然不是有毒物質(zhì)，卻是有害物質(zhì)。雖然礦石品位及生產(chǎn)工藝不同，生產(chǎn)1噸氧化鋁的赤泥流出量少的幾百千克，多的可達1.8噸，甚至可達7噸左右（以霞石為原料）。2012年，全球排出的赤泥約為1.05億噸，中國排放的有近5000萬噸。

表2 2012年中國進出口的鋁資源折算的重熔用鋁錠量

進口重熔用鋁錠是上策

由以上的數(shù)據(jù)可見，中國是一個鋁資源的進口大國，而且進口量逐年增加，例如2012年鋁土礦的進口量比2008年上升53.7%，氧化鋁的上升9.6%，廢鋁上升20.3%，重熔用鋁錠上升326%。筆者認為，從某種程度上說，這既是一個好現(xiàn)象，又是一件很值得探討的事或者說是一件壞事。重熔用鋁錠高速大幅度增長，廢鋁進口量適度增長是好事，而鋁土礦進口量以兩位數(shù)字的增長率攀升卻是一件壞事，因為進口2噸鋁土礦才能提取1噸氧化鋁，同時所產(chǎn)生的有害固態(tài)廢棄物，用2噸氧化鋁才能電解獲得1噸原鋁，綜合交流電耗約16500KWh（含氧化鋁提取能耗），同時排放CO2約1.45噸。因此，可以說，在進口鋁土礦與氧化鋁的同時，也進口了污染物，并消耗了寶貴的能源，進口氧化鋁不存在赤泥排放問題，但耗能大，CO2排放也多。所以，進口氧化鋁是中策，而進口鋁土礦是下策。進口重熔用鋁錠不存在這兩個問題，同時重熔用鋁錠是一種載能型的資源，提取時所賦予的能會在今后的使用過程中“釋放”出來。所以，進口重熔用鋁錠與廢鋁就是在進口資源和能源，這種上策何樂而不為呢！

鋁工業(yè)發(fā)展模式

經(jīng)過近130年的發(fā)展，世界鋁工業(yè)經(jīng)過多次調(diào)整與兼并重組，進入新世紀以來，大致可以分為以下3種模式，它們是以能源與資源情況為前提。

第一種：能源和資源豐富的國家（地區(qū)）大力發(fā)展上游工業(yè)，適度發(fā)展或不發(fā)展下游工業(yè)（鋁加工），上游工業(yè)指鋁土礦、氧化鋁和原鋁提取，如澳大利亞既有鋁土礦資源又有豐富的能源，在大力發(fā)展上游工業(yè)，適度發(fā)展鋁加工業(yè)，立足于滿足國內(nèi)需求。幾內(nèi)亞、蘇里南、牙買加等有豐富的鋁土礦，礦石品質(zhì)也不錯，國家也不大，屬于資源豐富的國家，致力于開采鋁土礦，其他的項目尚未介入。海灣地區(qū)與冰島有豐富的能源，目前，正在大力發(fā)展原鋁工業(yè)，海灣國家根據(jù)本地區(qū)情況，除了發(fā)展原鋁工業(yè)之外，還適度發(fā)展鋁加工業(yè)。加拿大水電資源豐富，進口氧化鋁生產(chǎn)原鋁。這些國家與地區(qū)的原鋁工業(yè)大多使用進口的氧化鋁。

第二種：能源資源都短缺的國家和地區(qū)，如日本、韓國、南非共和國和臺灣地區(qū)，它們既無鋁土礦資源，能源也大部分靠進口，所以所需要的鋁全部依賴進口。日本雖然保留著原鋁年生產(chǎn)能力不到1萬噸的浦原鋁廠，但它有1個利用富士山水力的小型自備水電站，同時可以將生產(chǎn)的原鋁立刻提純成高純鋁。由于他們對鋁的需求量大，所以全部以重熔用鋁錠及鋁合金錠的形式進口，每年進口重熔用鋁錠及鋁合金錠月235萬噸。韓國每年的進口量約125萬噸，臺灣地區(qū)每年的進口量約70萬噸。他們的鋁加工材產(chǎn)業(yè)居世界先進水平或國際水平，除了滿足自己的需求以外，還有相當量的出口，而且出口的多是高精產(chǎn)品，如韓國出口的85%以上為罐體料、鋁箔帶坯和汽車外覆蓋版。日本出口的大多是高壓陽極板、電子產(chǎn)品板帶、軌道車輛擠壓大型材，計算機磁盤基板、CTP板和汽車鋁材等。

他們進口的重熔用鋁錠及鋁合金的方式有：向市場購買，招標采購和購買期貨，到國外合適的國家或地區(qū)建合資或獨資鋁廠，目前以后一種方式為主。

第三種：能源與資源兼有但并不富裕的國家，而國內(nèi)對鋁的需求又大，適度發(fā)展上游產(chǎn)業(yè)，大力發(fā)展下游產(chǎn)業(yè)，是鋁材凈進口國。根據(jù)需要盡可能多地進口重熔用鋁廠，也進口一定量的氧化鋁，但很少進口鋁土礦。如美國鋁業(yè)公司在澳大利亞、沙特阿拉伯既采鋁土礦又生產(chǎn)氧化鋁與重熔用鋁錠，在冰島與加拿大圣勞倫斯河谷建有鋁電解廠，有合資的也有獨資的。美國、法國、德國等國的鋁工業(yè)都屬于這種模式，1995年以來，他們根據(jù)市場情況關閉了一些原鋁廠，國內(nèi)原鋁產(chǎn)量有所減少，而進口重熔用鋁錠量在逐年緩緩上升。他們的鋁下游產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)能力則在不斷地上升，一方面國內(nèi)需求上升，另一方面高精產(chǎn)品出口增加。

筆者認為，第三種模式對中國鋁工業(yè)發(fā)展大有借鑒意義。中國是一個鋁資源與能源都不富足的國家，而且是一個經(jīng)濟大國，從經(jīng)濟建設與國家安全層面出發(fā)，又必須發(fā)展自己的鋁工業(yè)，同時應該具有相當大的規(guī)模，這是一個矛盾，處理好這個矛盾，著實很難做到兩全其美。

國土資源部在《2012年中國國土資源公報》中稱，2012年底，國內(nèi)查明鋁土礦總量上升至40.8億噸。雖然探明的鋁土礦資源年年有所增加，但也趕不上需求的上升。從2012年~2015年的需求來看，也不夠十年之用。2015年，中國需求（表觀消費）鋁2930萬噸，2025年的表觀消費量可達6000萬噸。需求量這么大，不自力更生怎么行呢？筆者認為，國內(nèi)生產(chǎn)的最底線為需求的50%。2012年，中國進口的鋁資源相當于重熔用鋁錠1555萬噸，為總表觀消費量的56.6%，距筆者設計的底線僅差6.6個百分點，這說明國內(nèi)資源的保證率目前大致為42%。

鋁土礦替代資源的開發(fā)與利用

從國家安全與經(jīng)濟建設需要考慮，中國鋁工業(yè)應保持最低年產(chǎn)量，進口量不能超過表觀消費量的50%，而中國的鋁土礦資源量又明顯不足，不能持續(xù)滿足鋁工業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的需要。從戰(zhàn)略角度考慮，必須進口開展以鋁土礦的替代資源中提取氧化鋁的研發(fā)工作?？梢宰鳛殇X土礦替代資源生產(chǎn)氧化鋁的資源較多，如粉煤灰、粘土礦、霞石和明礬石等，但在通常的情況下，從可替代資源中提取氧化鋁的經(jīng)濟性較差，目前，世界上只有俄羅斯等獨聯(lián)體國家從霞石和明礬石中提取氧化鋁實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。

根據(jù)我國的具體情況，粉煤灰作為提取氧化鋁的替代資源更具實際意義，粉煤灰儲量大，2012年的排放量約為4億噸，我國已經(jīng)積存約60億噸，它們含有15%~43%的Al2O3。大量未被利用的粉煤灰不僅占用寶貴的土地資源，而且對環(huán)境構成不同程度的污染威脅，綜合利用粉煤灰也是電力生產(chǎn)和環(huán)境保護需要解決的迫切問題之一。

從粉煤灰提取氧化鋁（氫氧化鋁）或鋁鹽的工藝有9種，較為成熟的工藝有三種：石灰石燒結法、堿石灰燒結法和酸浸發(fā)。前兩種屬于堿法，后者屬于酸法。不管哪一種方法，提取氧化鋁后的殘渣都有綜合利用的可行性。

堿法處理粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁特點是工藝流程長，運作的物料量大，設備投資也大，而且提取氧化鋁后的殘渣約為粉煤灰的4倍，需要配套有相應的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，以利用殘渣。與堿法比較，酸法處理粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁的殘渣少，因而運作的物料量少，建設投資也相對小一些。不過，酸法工藝裝備必須具有足夠的耐酸性，同時廢酸回收也較為困難。2012年，中國大唐國際再生資源開發(fā)公司的“高鋁粉煤灰提取氧化鋁”示范項目通過驗收，年生產(chǎn)能力達20萬噸，采用堿性工藝，是國內(nèi)首條進入商業(yè)化生成的“從粉煤灰中提取氧化鋁的”生產(chǎn)線。2013年6月14日，“高鋁粉煤灰提取氧化鋁關鍵技術研究及其工業(yè)化中試裝置開發(fā)技術成果鑒定會”在北京召開，這是中國首條采用“一步酸溶法”從粉煤灰提取氧化鋁的工業(yè)試驗線，是神話集團研發(fā)的，年生產(chǎn)能力為4000噸。從高鋁粉煤灰中提取氧化鋁對保證我國鋁資源的戰(zhàn)略安全、改善粉煤灰生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局、促進經(jīng)濟發(fā)展、構筑“煤炭-電力-粉煤灰-有色金屬-建材”一體化的循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈有重大深遠意義。在目前技術條件下，這項技術的成本還較高，市場競爭力還不強。從長遠看，以儲量極其豐富的粘土礦為原料，研究開發(fā)環(huán)境友好的利用生物技術提取氧化鋁的新技術與工藝，是擴大氧化鋁生產(chǎn)資源量的有效途徑。

筆者預計，2015年，中國對重熔用鋁錠需求可達2930萬噸，2020年及2025年的需求量將分別達到4300萬噸和6000萬噸，其中約50%需要進口。2030年，中國對重熔用鋁錠的需求可能進入平穩(wěn)期，2050年后，對重熔用鋁錠的需求可能呈逐年下降的趨勢。