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准能集团领军人物郭昭华用科技兴企铺就一条绿色生态矿山之路

| 2020-12-21

准格尔这片热土,缘煤而兴,因煤而盛,准能集团公司更是以出产“绿色煤炭”而著称。自准格尔煤田开发以来,其经济效益与社会效益不断攀升。特别是在规模化经营过程中,开辟出一条低耗高效、节能环保的良性循环之路,从而促进该企业在建设“绿色生态矿山”中一路领先。这完全得益于他们“科技兴企”的营销策略,也归功于有一支科研团队。而这个团队的“领军人物”正是几十年来一直从事煤炭开采及资源综合利用研究的郭昭华。

这个正值壮年的北方汉子,他所学的专业正是采矿工程,从他担任黑岱沟露天煤矿矿长那一天起,从来没有停止过对矿山开采前沿技术的探索和追求,也没有中断过对煤炭资源高值化综合利用的技术研究。这么多年来,正是靠这种执著于发展现代化矿山事业的探索精神,在他的引领和主导下,由该矿首创的“大型露天煤矿高台阶抛掷爆破技术”获得成功,曾被业界内誉为“中国矿采第一爆”,随之研发的“露天煤矿高台阶抛掷爆破技术与吊斗铲倒堆工艺结合应运”项目,又获得了国家科技进步二等奖,产生了很大影响。

随后,他们又专注于对矿山“煤矸石”的不断研究,因为早在矿建初期的表层岩土剥离中,就曾经遇到过煤矸石困扰的问题。当投入生产运营后,含有丰富铝、镓等宝贵资源的固体煤矸石,不仅作为废弃物被随意排放或抛弃,还因长期堆放自燃造成二次环境污染,这已经成为煤炭洗选加工中最为突出的难题。不仅拉高采掘成本,还影响环境安全,尤其是造成不可再生资源的巨大浪费。

怎样把这些废弃物利用起来?走循环经济之路,将煤炭资源“榨干吃尽”,并实现矿产资源价值最大化?长期以来,一直是郭昭华在琢磨与思考的主要问题。在那些年里,他们曾经研究过煤矸石含高岭土的转化应用,也搞过粉煤灰制砖与铺路的试生产。但是这些简单的工艺和落后的产能以及无为的市场前景,尤其是低附加值的二次资金投入,始终令人不满意,更不是团队研发所期望的结果。

后来,他们经过反复论证,提出了在利用自主研发的露天煤矿优劣煤分采、分选、分运成果的基础上,建设循环流化床锅炉发电厂消化煤矸石的思路。后来,当 ╳ 50MW和 ╳ 330MW机组循环流化床发电项目投入运营后,虽然消化了大量野外堆放的煤矸石,但发电废渣粉煤灰污染的问题随之凸显,环境污染亟需解决。

从004年起,郭昭华又将敏锐的目光瞄准了充分挖掘利用废弃煤渣的高端技术上,并且将着力点聚焦在发电厂粉煤灰上。由于准格尔煤田的煤及矸石中富含高岭土和勃姆石,而在那白花花的粉煤灰里,氧化铝的成分高达50%。于是他经过科学论证,大胆提出了从粉煤灰提取氧化铝、镓等宝贵资源的思路,实现变废为宝。

然而,纵观全球制铝传统工艺,大都采取“拜耳生产法”,并且已达0年之久。特别是运用碱性“加量法”从粉煤灰中提取氧化铝,从上世纪五十年代至今,一直为其主要路径和方法。可它的弊端是通过加量煅烧,又产生出来更多的废料。更何况工序多、流程长,生产成本高,严重制约经济效益,所以在全世界范围内尚无成熟的工业化应用。有鉴于此,善于创新的郭昭华和他的科研团队,则根据本地原料煤的实际情况,从减量化工艺过程的思路出发,大胆提出酸法提取氧化铝的奇妙设想。可是采用酸性“减量法”生产,目前世界上没有先例,更无现成数据可借鉴。郭昭华就鼓励大家说,既然没有定性方法可供选择,那么只能依靠自己来研发。就这样,“一步酸溶法”应用而生,并且成为郭昭华和这个科研团队的主攻方向。

经过十多年的反复试验和论证,他们终于攻克了一道又一道技术难关。尤其是在进入“工业化中试”阶段后,郭昭华与他的同事们长期坚守在实验室、现场,发奋努力,优化方案,先后历经七次大规模全流程试验,终于完全掌握了这门独创工艺的核心技术。而最具成果性的一环为第5次试验。在长达58天的稳定运行中,共生产氧化铝395吨,它用铁的现实证明“废渣变成原料”的可行性。因在每一项实验中,均有既定的攻关目标,经过专业资质部门对关键设备的材质检测,设备系统稳定可靠,其寿命可达0年以上。尤其是攻克了“去除杂质、设备性质和环保要求”三大关键性难题,还顺利实现金属镓回收。后经专业机构检验,该氧化铝产品纯度优于国标冶金一级品水准,环保与安全指标达到国家相关规定要求。这项具有自主知识产权技术,同时也是国家科技部“十二五”计划支撑项目子课题之一,并给予了94万元的专项资金支持。

07年0月5日,这项新技术工业化示范项目获得原神华集团的立项批准,其规模为年产30万吨高铝粉提取氧化铝以及其他产品,项目建在准格尔旗大路煤电铝工业园区。当前,随着当地大力开发和建设铝加工基地的步伐,当粉煤灰年产00万吨氧化铝的“发电厂-粉煤灰-氧化铝-镓-硅基产品-金属铝-铝材加工”循环经济产业链项目建成投运后,可年创利润47亿元。如果让内蒙有条件的部分电厂集中燃烧准格尔煤田的高铝煤,并利用该技术临近建设粉煤灰高值化利用项目,可大幅提高内蒙古煤炭的价值,创造显著的经济效益,并促进煤炭由“燃料”向“燃料+原料”的升级转型。同时,可缓解我国铝土矿资源不足的局面,减少世界最大固废之一粉煤灰对环境的污染,践行了“绿水青山就是金山银山”的发展理念。

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