廣西鋁工業發展現狀及生態環境保護對策建議

馮 媛，趙侶璇，梁曉華，吳開慶，何彥芳，黃俊凱，劉冰燕

(廣西壯族自治區環境保護科學研究院，南寧 530022)

廣西是鋁礦資源富集區，鋁工業起步于20世紀90年代，是廣西傳統支柱產業，為廣西經濟發展做出了重要貢獻。在近30年的發展中，廣西鋁工業總體處于粗放發展狀態，暴露出了一些環境問題。本文旨在通過分析廣西鋁工業發展現狀存在的主要環境問題，為下一步廣西鋁工業高質量發展提出環境保護對策建議。

1 廣西鋁工業發展基本情況

廣西是我國重要的鋁土礦資源基地，經查明的大、中型礦床有17 處，累計查明資源儲量6.8×108t[1]，資源儲量居全國第三，占全國總量的1/6左右。截至2018年底，廣西已查明鋁土礦資源儲量總量(堆積型+沉積型+伴生型)為10.953 0億t(不包括未上表資源量)，已消耗1.154 6億t，保有9.798 4億t。堆積型鋁土礦是廣西主要開采利用的礦石，目前區內已有5家企業取得鋁土礦開采證，按目前廣西產能計算，保有堆積鋁土礦工業礦(未壓覆)5.8285億t，按照采礦回收率90%計算，大致可開采23年。

2019年，廣西氧化鋁產量為846.46萬t，電解鋁產量為227.8萬t，鋁材產量為161.13萬t。截至2019年底，廣西鋁產業已形成年產2 000萬t鋁土礦、1 000萬t氧化鋁、200萬t電解鋁、400萬t鋁加工的生產能力，還有與氧化鋁生產相配套的燒堿、碳素，以及綜合處理赤泥900萬t，生態型鋁產業鏈初具規模[2]。

2 廣西鋁產業發展現狀存在的主要環境問題

2.1 鋁土礦開采造成生態環境破壞

鋁土礦露天開采過程中破壞礦區原有地貌和植被，造成水土流失，尤其靖西市、德保縣、田陽縣等重點礦區還是廣西水土流失重點治理區。地表土壤流失后導致土層變薄，土壤變得貧瘠，植被恢復困難；水土流失還可能造成耕地損壞，河床淤積，對水體和行洪造成影響。

2.2 固體廢物產生量大，渣庫環境風險高

鋁土礦洗礦產生大量泥漿，需配套建設排泥庫。排泥庫帶來的環境風險主要有垮壩、庫區巖溶塌漏及排泥庫輸泥管線泄漏等。據統計，廣西已有排泥庫14座，全部分布在百色市，其中71.4%分布在百色市的靖西市、德保縣，這些區域多為巖溶發育地區，具有汛期長、強降水多、雨量大等氣候特點，泄漏事故概率相對較高，如靖西市2013—2018年發生了近10起排泥庫泥漿泄露事件，對環境造成較大影響。這些區域與越南相鄰或相近，排泥庫泄露事故還可能造成跨國影響。

目前氧化鋁生產主要采用拜爾法，少數采用燒結法、聯合法及其他的方法[3]，采用拜爾法生產會產生大量赤泥(生產1 t氧化鋁約產生0.8～1.5 t赤泥[4])，需配套建設赤泥庫。赤泥具有強堿性，至今未有有效利用途徑，綜合利用率僅為9%，區內歷史堆存量已近2億t。現有氧化鋁企業大部分位于百色德保、靖西，同樣存在赤泥庫泄漏、滲濾液污染等風險。

2.3 部分電解鋁企業對周邊人群健康造成威脅

電解鋁生產企業排放的氟化物毒性較大，在環境和人體內具有累積特性，人通過空氣、飲用水或食物攝入過量的氟可能患上氟斑牙、氟骨病。目前鋁工業已經成為百色地區主要的大氣污染源，氟化物排放量約占廣西排放總量的90%以上[5]，區域氟污染逐漸加重，部分電解鋁企業距離城區、居民密集區較近。

2.4 危險廢物處置能力不足

一是電解鋁企業產生的電解槽大修渣處理能力不足。電解槽大修渣是電解鋁行業產生量最大、危害性最大的固體廢物，其浸出液中可溶性氟濃度可達1 000 mg/L以上[6]，屬危險廢物，目前大部分采用露天或掩埋堆放的方式處理，而國家對危險廢物填埋場的建設和選址要求越來越嚴格，導致大修渣填埋場在巖溶地區選址難、投資大。二是《國家危險廢物名錄》(2021年版)已將鋁灰渣列為危險廢物。電解鋁、鋁加工、再生鋁等企業均產生大量鋁灰渣。由于廣西鋁灰渣處置能力嚴重不足，二次灰處置渠道不暢通，大量鋁灰渣在廠區超期暫存。

3 鋁工業環境治理技術進展

3.1 赤泥綜合利用

目前，赤泥主要堆存于赤泥庫中，由于赤泥產生量巨大，赤泥庫不僅壓占土地，且存在一定的環境風險隱患。赤泥中含有大量有價金屬，如鐵、鋁、鈦、稀土等，近年來，隨著環保要求的不斷提高，赤泥資源化利用研究引起了廣泛關注。目前，赤泥的綜合利用主要應用于提取有價金屬元素、加工成建筑材料和環保材料。赤泥中的鐵、鋁、鈦等元素可通過焙燒、酸浸、磁選等傳統技術回收，其中鐵回收率最高，可達到90%以上[7]。赤泥中的稀土元素，如鈧，需通過初步富集、除雜、萃取提純、進一步提純等四個步驟獲得，回收工藝復雜。脫堿赤泥可以用來制作道路基層材料、磚、水泥、陶瓷保溫材料等，但由于利用成本較高，未大規模應用[8]。

3.2 氟化物治理技術

目前，電解鋁產生的含氟煙氣主要采用干法凈化治理技術，干法凈化指利用固體吸附劑(氧化鋁)吸附氟化氫的過程，吸附飽和后的載氟氧化鋁可返回生產工藝利用[9]。

有研究表明，電解煙氣無組織排放的氟化物占全部氟化物排放的比例為75%～85%[10]。因此，控制電解過程無組織廢氣排放是氟化物源頭控制的重要環節。電解槽含氟廢氣無組織排放主要發生在設備啟動、設備大修及生產過程。目前，減少電解槽無組織排放的措施主要有以下兩種：一是提高電解槽密閉率從而減少無組織廢氣排放；二是通過設備改造提高電解槽集氣罩的集氣效率，減少無組織排放[10]。

3.3 危廢治理技術

電解槽大修渣主要成分為耐火保溫材料、碳質材料及氟化鹽等，有研究表明，每噸大修渣約有130～150 kg氟化物，潛在生態環境影響極大[11]。目前，針對電解槽大修渣的處置方法以填埋為主，即達到危險廢物填埋污染控制標準要求入場填埋。電解槽大修渣處理技術分為火法和濕法，火法主要采用電爐高溫提取氟化物、金屬鈉、氧化鋁等，該技術工藝復雜、制約條件較大，應用難度大。因此，國內主要以濕法處理為主，濕法工藝流程包括破碎→球磨→浸出或浮選→壓濾。

鋁灰渣里含有大量氟化物、氰化物、碳化鋁、氮化鋁等有毒有害物質，目前針對鋁灰渣的處理工藝主要是通過酸浸、堿浸、洗滌等方式，去除鋁灰渣中的氮化物、氟化物等雜質，無害化后的鋁灰渣再進行安全填埋[12]。

4 廣西鋁工業發展生態環境保護對策建議

4.1 優化產業布局，嚴格環境準入

新建氧化鋁、電解鋁和再生鋁項目應布設在依法合規設立的具有有色冶煉產業定位的工業園區內，再生鋁項目布局應靠近廢鋁資源聚集地區，所在園區應依法開展規劃環境影響評價工作，并與廣西生態保護紅線、環境質量底線、資源利用上線和生態環境準入清單成果做好銜接，落實相應管控要求。主要河流岸線1公里范圍內禁止建設排泥庫和赤泥庫。

4.2 落實企業主體責任，加強生態環境保護和治理設施建設，防范環境風險

鋁土礦企業應堅持生態保護優先，推進綠色礦山建設，按照《有色金屬行業綠色礦山建設規范》(DZ/T 0320)要求，最大限度減少對自然環境的擾動和破壞，實現礦區環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、企業管理規范化和礦區和諧化。貫徹“邊開采、邊恢復”原則，礦山開采企業在生產過程中以及閉礦后，及時恢復礦山生態環境，復墾礦山占用和損毀的土地。

鋁冶煉企業應按照《排污許可申請與核發技術規范 有色金屬工業—鋁冶煉》中推薦的廢水、廢氣污染防治可行技術對各產污環節進行治理，按規范要求開展自行監測，并配備完善的污染物在線監控設施與生態環境主管部門聯網運行。按國家有關標準規范，在固體廢物產生、貯存、轉移、利用、處置全環節加強固體廢物管理，嚴格執行危險廢物管理計劃、申報登記、轉移聯單、經營許可等管理制度。

從工程地質條件、環境風險防范等方面對排泥庫、赤泥庫選址進行充分論證；強化巖溶處理及防滲措施，對場地內巖溶發育、空洞及其周邊發生巖溶塌陷可能性大的局部地段，應采取爆破開挖或鉆孔灌漿處理措施。在庫區設置針對壩體、庫區水位等監測監控系統，嚴格規范管理，制定環境風險應急預案并定期演練，排泥庫一旦發生事故，迅速啟動應急預案、采取應急措施，將泥漿泄漏對環境造成的不良影響降至最低；結合區域水文地質情況，在排泥庫下游設置事故應急池，以收集、攔截事故泄露泥漿，降低泥漿外泄風險。

4.3 防范環境風險，加強應急能力建設

考慮到排泥庫、赤泥庫等主要分布在百色市，今后還分布在防城港市、北海市，目前部分縣區如靖西市監測人員編制少，監測設備配置不足，缺乏應急業務知識和技能，缺乏應急車輛、無人機及防護器具等應急裝備配備，應急能力嚴重不足。需進一步加強跨國、跨省縣區(如靖西、德保、那坡)環境應急能力建設，成立應急中心，配備專業環境應急隊伍，增加人員編制，加強業務培訓和指導。

4.4 加強科學技術研究，解決綜合利用瓶頸

鋁行業的瓶頸在于固廢處置和綜合利用的突破性創新問題。首先，鼓勵企業加大冶煉固體廢物綜合利用研發投入，如開展赤泥作為結構材料大批量應用探索，制定赤泥綜合利用技術政策或標準。其次，對目前已有初步成果的綜合利用方向加強成果轉化和推廣運用，如中國鋁業廣西分公司綜合選鐵模式可實現赤泥綜合利用率達到20%、廣西化冶科技有限責任公司的“赤泥多段深度綜合利用”研究成果通過開展選鐵-提鈧-制備水泥模式的資源化利用可占赤泥消化量5%。再次，在布局鋁產業的工業園區應在規劃的產業鏈中增加考慮再生鋁等固體廢物綜合利用項目，或在園區配套建設相關固體廢物處置項目。

4.5 依托綠色能源，實現雙贏發展

為實現能源消費總量和碳排放控制目標，氧化鋁、電解鋁等高能耗企業應優先考慮核電等綠色能源，減少自備電廠鍋爐建設。如防城港核電一二號機組已運行，目前裝機容量216萬kW，年發電量150億kW·h，三四號機組正在建設，五六號機組正在謀劃。通過政府引導，友好協商，減少自備電廠的污染物排放和碳排放，實現雙贏。

5 結論

要實現鋁工業的高質量發展，完成廣西鋁二次創業發展目標，應從優化產業布局、落實生態環境保護措施、加強應急能力建設、防范環境風險、加強鋁工業固廢綜合利用途徑研究、依托綠色能源降低碳排放等方面解決好發展過程中的環境制約問題。