广西铝工业发展现状及生态环境保护对策建议

冯 媛，赵侣璇，梁晓华，吴开庆，何彦芳，黄俊凯，刘冰燕

(广西壮族自治区环境保护科学研究院，南宁 530022)

广西是铝矿资源富集区，铝工业起步于20世纪90年代，是广西传统支柱产业，为广西经济发展做出了重要贡献。在近30年的发展中，广西铝工业总体处于粗放发展状态，暴露出了一些环境问题。本文旨在通过分析广西铝工业发展现状存在的主要环境问题，为下一步广西铝工业高质量发展提出环境保护对策建议。

1 广西铝工业发展基本情况

广西是我国重要的铝土矿资源基地，经查明的大、中型矿床有17 处，累计查明资源储量6.8×108t[1]，资源储量居全国第三，占全国总量的1/6左右。截至2018年底，广西已查明铝土矿资源储量总量(堆积型+沉积型+伴生型)为10.953 0亿t(不包括未上表资源量)，已消耗1.154 6亿t，保有9.798 4亿t。堆积型铝土矿是广西主要开采利用的矿石，目前区内已有5家企业取得铝土矿开采证，按目前广西产能计算，保有堆积铝土矿工业矿(未压覆)5.8285亿t，按照采矿回收率90%计算，大致可开采23年。

2019年，广西氧化铝产量为846.46万t，电解铝产量为227.8万t，铝材产量为161.13万t。截至2019年底，广西铝产业已形成年产2 000万t铝土矿、1 000万t氧化铝、200万t电解铝、400万t铝加工的生产能力，还有与氧化铝生产相配套的烧碱、碳素，以及综合处理赤泥900万t，生态型铝产业链初具规模[2]。

2 广西铝产业发展现状存在的主要环境问题

2.1 铝土矿开采造成生态环境破坏

铝土矿露天开采过程中破坏矿区原有地貌和植被，造成水土流失，尤其靖西市、德保县、田阳县等重点矿区还是广西水土流失重点治理区。地表土壤流失后导致土层变薄，土壤变得贫瘠，植被恢复困难；水土流失还可能造成耕地损坏，河床淤积，对水体和行洪造成影响。

2.2 固体废物产生量大，渣库环境风险高

铝土矿洗矿产生大量泥浆，需配套建设排泥库。排泥库带来的环境风险主要有垮坝、库区岩溶塌漏及排泥库输泥管线泄漏等。据统计，广西已有排泥库14座，全部分布在百色市，其中71.4%分布在百色市的靖西市、德保县，这些区域多为岩溶发育地区，具有汛期长、强降水多、雨量大等气候特点，泄漏事故概率相对较高，如靖西市2013—2018年发生了近10起排泥库泥浆泄露事件，对环境造成较大影响。这些区域与越南相邻或相近，排泥库泄露事故还可能造成跨国影响。

目前氧化铝生产主要采用拜尔法，少数采用烧结法、联合法及其他的方法[3]，采用拜尔法生产会产生大量赤泥(生产1 t氧化铝约产生0.8～1.5 t赤泥[4])，需配套建设赤泥库。赤泥具有强碱性，至今未有有效利用途径，综合利用率仅为9%，区内历史堆存量已近2亿t。现有氧化铝企业大部分位于百色德保、靖西，同样存在赤泥库泄漏、渗滤液污染等风险。

2.3 部分电解铝企业对周边人群健康造成威胁

电解铝生产企业排放的氟化物毒性较大，在环境和人体内具有累积特性，人通过空气、饮用水或食物摄入过量的氟可能患上氟斑牙、氟骨病。目前铝工业已经成为百色地区主要的大气污染源，氟化物排放量约占广西排放总量的90%以上[5]，区域氟污染逐渐加重，部分电解铝企业距离城区、居民密集区较近。

2.4 危险废物处置能力不足

一是电解铝企业产生的电解槽大修渣处理能力不足。电解槽大修渣是电解铝行业产生量最大、危害性最大的固体废物，其浸出液中可溶性氟浓度可达1 000 mg/L以上[6]，属危险废物，目前大部分采用露天或掩埋堆放的方式处理，而国家对危险废物填埋场的建设和选址要求越来越严格，导致大修渣填埋场在岩溶地区选址难、投资大。二是《国家危险废物名录》(2021年版)已将铝灰渣列为危险废物。电解铝、铝加工、再生铝等企业均产生大量铝灰渣。由于广西铝灰渣处置能力严重不足，二次灰处置渠道不畅通，大量铝灰渣在厂区超期暂存。

3 铝工业环境治理技术进展

3.1 赤泥综合利用

目前，赤泥主要堆存于赤泥库中，由于赤泥产生量巨大，赤泥库不仅压占土地，且存在一定的环境风险隐患。赤泥中含有大量有价金属，如铁、铝、钛、稀土等，近年来，随着环保要求的不断提高，赤泥资源化利用研究引起了广泛关注。目前，赤泥的综合利用主要应用于提取有价金属元素、加工成建筑材料和环保材料。赤泥中的铁、铝、钛等元素可通过焙烧、酸浸、磁选等传统技术回收，其中铁回收率最高，可达到90%以上[7]。赤泥中的稀土元素，如钪，需通过初步富集、除杂、萃取提纯、进一步提纯等四个步骤获得，回收工艺复杂。脱碱赤泥可以用来制作道路基层材料、砖、水泥、陶瓷保温材料等，但由于利用成本较高，未大规模应用[8]。

3.2 氟化物治理技术

目前，电解铝产生的含氟烟气主要采用干法净化治理技术，干法净化指利用固体吸附剂(氧化铝)吸附氟化氢的过程，吸附饱和后的载氟氧化铝可返回生产工艺利用[9]。

有研究表明，电解烟气无组织排放的氟化物占全部氟化物排放的比例为75%～85%[10]。因此，控制电解过程无组织废气排放是氟化物源头控制的重要环节。电解槽含氟废气无组织排放主要发生在设备启动、设备大修及生产过程。目前，减少电解槽无组织排放的措施主要有以下两种：一是提高电解槽密闭率从而减少无组织废气排放；二是通过设备改造提高电解槽集气罩的集气效率，减少无组织排放[10]。

3.3 危废治理技术

电解槽大修渣主要成分为耐火保温材料、碳质材料及氟化盐等，有研究表明，每吨大修渣约有130～150 kg氟化物，潜在生态环境影响极大[11]。目前，针对电解槽大修渣的处置方法以填埋为主，即达到危险废物填埋污染控制标准要求入场填埋。电解槽大修渣处理技术分为火法和湿法，火法主要采用电炉高温提取氟化物、金属钠、氧化铝等，该技术工艺复杂、制约条件较大，应用难度大。因此，国内主要以湿法处理为主，湿法工艺流程包括破碎→球磨→浸出或浮选→压滤。

铝灰渣里含有大量氟化物、氰化物、碳化铝、氮化铝等有毒有害物质，目前针对铝灰渣的处理工艺主要是通过酸浸、碱浸、洗涤等方式，去除铝灰渣中的氮化物、氟化物等杂质，无害化后的铝灰渣再进行安全填埋[12]。

4 广西铝工业发展生态环境保护对策建议

4.1 优化产业布局，严格环境准入

新建氧化铝、电解铝和再生铝项目应布设在依法合规设立的具有有色冶炼产业定位的工业园区内，再生铝项目布局应靠近废铝资源聚集地区，所在园区应依法开展规划环境影响评价工作，并与广西生态保护红线、环境质量底线、资源利用上线和生态环境准入清单成果做好衔接，落实相应管控要求。主要河流岸线1公里范围内禁止建设排泥库和赤泥库。

4.2 落实企业主体责任，加强生态环境保护和治理设施建设，防范环境风险

铝土矿企业应坚持生态保护优先，推进绿色矿山建设，按照《有色金属行业绿色矿山建设规范》(DZ/T 0320)要求，最大限度减少对自然环境的扰动和破坏，实现矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、企业管理规范化和矿区和谐化。贯彻“边开采、边恢复”原则，矿山开采企业在生产过程中以及闭矿后，及时恢复矿山生态环境，复垦矿山占用和损毁的土地。

铝冶炼企业应按照《排污许可申请与核发技术规范 有色金属工业—铝冶炼》中推荐的废水、废气污染防治可行技术对各产污环节进行治理，按规范要求开展自行监测，并配备完善的污染物在线监控设施与生态环境主管部门联网运行。按国家有关标准规范，在固体废物产生、贮存、转移、利用、处置全环节加强固体废物管理，严格执行危险废物管理计划、申报登记、转移联单、经营许可等管理制度。

从工程地质条件、环境风险防范等方面对排泥库、赤泥库选址进行充分论证；强化岩溶处理及防渗措施，对场地内岩溶发育、空洞及其周边发生岩溶塌陷可能性大的局部地段，应采取爆破开挖或钻孔灌浆处理措施。在库区设置针对坝体、库区水位等监测监控系统，严格规范管理，制定环境风险应急预案并定期演练，排泥库一旦发生事故，迅速启动应急预案、采取应急措施，将泥浆泄漏对环境造成的不良影响降至最低；结合区域水文地质情况，在排泥库下游设置事故应急池，以收集、拦截事故泄露泥浆，降低泥浆外泄风险。

4.3 防范环境风险，加强应急能力建设

考虑到排泥库、赤泥库等主要分布在百色市，今后还分布在防城港市、北海市，目前部分县区如靖西市监测人员编制少，监测设备配置不足，缺乏应急业务知识和技能，缺乏应急车辆、无人机及防护器具等应急装备配备，应急能力严重不足。需进一步加强跨国、跨省县区(如靖西、德保、那坡)环境应急能力建设，成立应急中心，配备专业环境应急队伍，增加人员编制，加强业务培训和指导。

4.4 加强科学技术研究，解决综合利用瓶颈

铝行业的瓶颈在于固废处置和综合利用的突破性创新问题。首先，鼓励企业加大冶炼固体废物综合利用研发投入，如开展赤泥作为结构材料大批量应用探索，制定赤泥综合利用技术政策或标准。其次，对目前已有初步成果的综合利用方向加强成果转化和推广运用，如中国铝业广西分公司综合选铁模式可实现赤泥综合利用率达到20%、广西化冶科技有限责任公司的“赤泥多段深度综合利用”研究成果通过开展选铁-提钪-制备水泥模式的资源化利用可占赤泥消化量5%。再次，在布局铝产业的工业园区应在规划的产业链中增加考虑再生铝等固体废物综合利用项目，或在园区配套建设相关固体废物处置项目。

4.5 依托绿色能源，实现双赢发展

为实现能源消费总量和碳排放控制目标，氧化铝、电解铝等高能耗企业应优先考虑核电等绿色能源，减少自备电厂锅炉建设。如防城港核电一二号机组已运行，目前装机容量216万kW，年发电量150亿kW·h，三四号机组正在建设，五六号机组正在谋划。通过政府引导，友好协商，减少自备电厂的污染物排放和碳排放，实现双赢。

5 结论

要实现铝工业的高质量发展，完成广西铝二次创业发展目标，应从优化产业布局、落实生态环境保护措施、加强应急能力建设、防范环境风险、加强铝工业固废综合利用途径研究、依托绿色能源降低碳排放等方面解决好发展过程中的环境制约问题。