廣西鋁工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及生態(tài)環(huán)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(qū)環(huán)境保護科學(xué)研究院，南寧 530022)

廣西是鋁礦資源富集區(qū)，鋁工業(yè)起步于20世紀90年代，是廣西傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，為廣西經(jīng)濟發(fā)展做出了重要貢獻。在近30年的發(fā)展中，廣西鋁工業(yè)總體處于粗放發(fā)展?fàn)顟B(tài)，暴露出了一些環(huán)境問題。本文旨在通過分析廣西鋁工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀存在的主要環(huán)境問題，為下一步廣西鋁工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提出環(huán)境保護對策建議。

1 廣西鋁工業(yè)發(fā)展基本情況

廣西是我國重要的鋁土礦資源基地，經(jīng)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(qū)內(nèi)已有5家企業(yè)取得鋁土礦開采證，按目前廣西產(chǎn)能計算，保有堆積鋁土礦工業(yè)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(chǎn)量為846.46萬t，電解鋁產(chǎn)量為227.8萬t，鋁材產(chǎn)量為161.13萬t。截至2019年底，廣西鋁產(chǎn)業(yè)已形成年產(chǎn)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(chǎn)能力，還有與氧化鋁生產(chǎn)相配套的燒堿、碳素，以及綜合處理赤泥900萬t，生態(tài)型鋁產(chǎn)業(yè)鏈初具規(guī)模[2]。

2 廣西鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀存在的主要環(huán)境問題

2.1 鋁土礦開采造成生態(tài)環(huán)境破壞

鋁土礦露天開采過程中破壞礦區(qū)原有地貌和植被，造成水土流失，尤其靖西市、德?？h、田陽縣等重點礦區(qū)還是廣西水土流失重點治理區(qū)。地表土壤流失后導(dǎo)致土層變薄，土壤變得貧瘠，植被恢復(fù)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(chǎn)生量大，渣庫環(huán)境風(fēng)險高

鋁土礦洗礦產(chǎn)生大量泥漿，需配套建設(shè)排泥庫。排泥庫帶來的環(huán)境風(fēng)險主要有垮壩、庫區(qū)巖溶塌漏及排泥庫輸泥管線泄漏等。據(jù)統(tǒng)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?？h，這些區(qū)域多為巖溶發(fā)育地區(qū)，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(fā)生了近10起排泥庫泥漿泄露事件，對環(huán)境造成較大影響。這些區(qū)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(chǎn)主要采用拜爾法，少數(shù)采用燒結(jié)法、聯(lián)合法及其他的方法[3]，采用拜爾法生產(chǎn)會產(chǎn)生大量赤泥(生產(chǎn)1 t氧化鋁約產(chǎn)生0.8～1.5 t赤泥[4])，需配套建設(shè)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(qū)內(nèi)歷史堆存量已近2億t?，F(xiàn)有氧化鋁企業(yè)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(fēng)險。

2.3 部分電解鋁企業(yè)對周邊人群健康造成威脅

電解鋁生產(chǎn)企業(yè)排放的氟化物毒性較大，在環(huán)境和人體內(nèi)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(yè)已經(jīng)成為百色地區(qū)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(qū)域氟污染逐漸加重，部分電解鋁企業(yè)距離城區(qū)、居民密集區(qū)較近。

2.4 危險廢物處置能力不足

一是電解鋁企業(yè)產(chǎn)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(yè)產(chǎn)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(shè)和選址要求越來越嚴格，導(dǎo)致大修渣填埋場在巖溶地區(qū)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(yè)均產(chǎn)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(qū)超期暫存。

3 鋁工業(yè)環(huán)境治理技術(shù)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(chǎn)生量巨大，赤泥庫不僅壓占土地，且存在一定的環(huán)境風(fēng)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(huán)保要求的不斷提高，赤泥資源化利用研究引起了廣泛關(guān)注。目前，赤泥的綜合利用主要應(yīng)用于提取有價金屬元素、加工成建筑材料和環(huán)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(tǒng)技術(shù)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(fù)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(guī)模應(yīng)用[8]。

3.2 氟化物治理技術(shù)

目前，電解鋁產(chǎn)生的含氟煙氣主要采用干法凈化治理技術(shù)，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(chǎn)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(huán)節(jié)。電解槽含氟廢氣無組織排放主要發(fā)生在設(shè)備啟動、設(shè)備大修及生產(chǎn)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(shè)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(shù)

電解槽大修渣主要成分為耐火保溫材料、碳質(zhì)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(tài)環(huán)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(shù)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(shù)工藝復(fù)雜、制約條件較大，應(yīng)用難度大。因此，國內(nèi)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(zhì)，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(zhì)，無害化后的鋁灰渣再進行安全填埋[12]。

4 廣西鋁工業(yè)發(fā)展生態(tài)環(huán)境保護對策建議

4.1 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，嚴格環(huán)境準入

新建氧化鋁、電解鋁和再生鋁項目應(yīng)布設(shè)在依法合規(guī)設(shè)立的具有有色冶煉產(chǎn)業(yè)定位的工業(yè)園區(qū)內(nèi)，再生鋁項目布局應(yīng)靠近廢鋁資源聚集地區(qū)，所在園區(qū)應(yīng)依法開展規(guī)劃環(huán)境影響評價工作，并與廣西生態(tài)保護紅線、環(huán)境質(zhì)量底線、資源利用上線和生態(tài)環(huán)境準入清單成果做好銜接，落實相應(yīng)管控要求。主要河流岸線1公里范圍內(nèi)禁止建設(shè)排泥庫和赤泥庫。

4.2 落實企業(yè)主體責(zé)任，加強生態(tài)環(huán)境保護和治理設(shè)施建設(shè)，防范環(huán)境風(fēng)險

鋁土礦企業(yè)應(yīng)堅持生態(tài)保護優(yōu)先，推進綠色礦山建設(shè)，按照《有色金屬行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》(DZ/T 0320)要求，最大限度減少對自然環(huán)境的擾動和破壞，實現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、企業(yè)管理規(guī)范化和礦區(qū)和諧化。貫徹“邊開采、邊恢復(fù)”原則，礦山開采企業(yè)在生產(chǎn)過程中以及閉礦后，及時恢復(fù)礦山生態(tài)環(huán)境，復(fù)墾礦山占用和損毀的土地。

鋁冶煉企業(yè)應(yīng)按照《排污許可申請與核發(fā)技術(shù)規(guī)范 有色金屬工業(yè)—鋁冶煉》中推薦的廢水、廢氣污染防治可行技術(shù)對各產(chǎn)污環(huán)節(jié)進行治理，按規(guī)范要求開展自行監(jiān)測，并配備完善的污染物在線監(jiān)控設(shè)施與生態(tài)環(huán)境主管部門聯(lián)網(wǎng)運行。按國家有關(guān)標準規(guī)范，在固體廢物產(chǎn)生、貯存、轉(zhuǎn)移、利用、處置全環(huán)節(jié)加強固體廢物管理，嚴格執(zhí)行危險廢物管理計劃、申報登記、轉(zhuǎn)移聯(lián)單、經(jīng)營許可等管理制度。

從工程地質(zhì)條件、環(huán)境風(fēng)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(nèi)巖溶發(fā)育、空洞及其周邊發(fā)生巖溶塌陷可能性大的局部地段，應(yīng)采取爆破開挖或鉆孔灌漿處理措施。在庫區(qū)設(shè)置針對壩體、庫區(qū)水位等監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，嚴格規(guī)范管理，制定環(huán)境風(fēng)險應(yīng)急預(yù)案并定期演練，排泥庫一旦發(fā)生事故，迅速啟動應(yīng)急預(yù)案、采取應(yīng)急措施，將泥漿泄漏對環(huán)境造成的不良影響降至最低；結(jié)合區(qū)域水文地質(zhì)情況，在排泥庫下游設(shè)置事故應(yīng)急池，以收集、攔截事故泄露泥漿，降低泥漿外泄風(fēng)險。

4.3 防范環(huán)境風(fēng)險，加強應(yīng)急能力建設(shè)

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(qū)如靖西市監(jiān)測人員編制少，監(jiān)測設(shè)備配置不足，缺乏應(yīng)急業(yè)務(wù)知識和技能，缺乏應(yīng)急車輛、無人機及防護器具等應(yīng)急裝備配備，應(yīng)急能力嚴重不足。需進一步加強跨國、跨省縣區(qū)(如靖西、德保、那坡)環(huán)境應(yīng)急能力建設(shè)，成立應(yīng)急中心，配備專業(yè)環(huán)境應(yīng)急隊伍，增加人員編制，加強業(yè)務(wù)培訓(xùn)和指導(dǎo)。

4.4 加強科學(xué)技術(shù)研究，解決綜合利用瓶頸

鋁行業(yè)的瓶頸在于固廢處置和綜合利用的突破性創(chuàng)新問題。首先，鼓勵企業(yè)加大冶煉固體廢物綜合利用研發(fā)投入，如開展赤泥作為結(jié)構(gòu)材料大批量應(yīng)用探索，制定赤泥綜合利用技術(shù)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(zhuǎn)化和推廣運用，如中國鋁業(yè)廣西分公司綜合選鐵模式可實現(xiàn)赤泥綜合利用率達到20%、廣西化冶科技有限責(zé)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(chǎn)業(yè)的工業(yè)園區(qū)應(yīng)在規(guī)劃的產(chǎn)業(yè)鏈中增加考慮再生鋁等固體廢物綜合利用項目，或在園區(qū)配套建設(shè)相關(guān)固體廢物處置項目。

4.5 依托綠色能源，實現(xiàn)雙贏發(fā)展

為實現(xiàn)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(yè)應(yīng)優(yōu)先考慮核電等綠色能源，減少自備電廠鍋爐建設(shè)。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(fā)電量150億kW·h，三四號機組正在建設(shè)，五六號機組正在謀劃。通過政府引導(dǎo)，友好協(xié)商，減少自備電廠的污染物排放和碳排放，實現(xiàn)雙贏。

5 結(jié)論

要實現(xiàn)鋁工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，完成廣西鋁二次創(chuàng)業(yè)發(fā)展目標，應(yīng)從優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局、落實生態(tài)環(huán)境保護措施、加強應(yīng)急能力建設(shè)、防范環(huán)境風(fēng)險、加強鋁工業(yè)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(fā)展過程中的環(huán)境制約問題。