0 前言

受诸多方面的影响，我国电解铝一些关键的生产技术指标与国际先进标准相比仍存有较大的差距，这些差距是阻碍我国电解铝节能减排工作深入开展的绊脚石。因此，进一步挖掘电解铝生产相关技术的潜力，提高电解铝生产和管理水平，既能提升电解铝企业市场竞争力，又能有效实施节能减排。

1 国内外电解铝企业的技术差距分析

由于我国电解铝生产企业在数量、规模、资金、技术等方面参差不齐，那些生产技术管理落后的企业，严重制约着我国电解铝生产的进一步发展[1]。与国外先进企业相比，我国铝工业的整体技术水平差距主要表现在电效与电耗、槽寿命以及环保治理等方面。表1 显示了近几年国内外电解铝主要生产技术指标的差别。

从表1 中可以看出，在相同的电解操作温度范围内、国内电解铝的电流效率、工作电压、阳极净耗等指标与国外先进企业相比波动较大，说明国内电解铝企业生产技术水平参差不齐，这就影响我国铝工业的整体水平的提升。因为高电流密度电解槽首先代表着先进的电解铝槽设计和技术水平，使电解铝生产的成本大为降低；其次，较高的阳极电流密度必须有高品质的炭阳极质量。

2 电解铝企业实施技术创新的意义

技术创新是我国电解铝企业实现节能减排和可持续发展的关键，是我国落实科学发展观、控制环境污染的重要步骤。电解铝企业实施技术创新具有重要意义。

2.1 提升电解铝企业主要技术经济指标的必然要求

我国电解铝各生产企业之间铝锭综合交流电耗差距很大。美国铝业工业技术指南制定了近期电耗达到1.3 万kWh/t-Al 以下，远期电耗降到1.1 万kWh/t-Al 左右。而2019 年，我国电解铝企业平均综合交流电耗最高的达到1.36 万kWh/t-Al，与美国铝业技术相比有较大的差距。因此，只有通过技术创新，降低电耗，才能降低电解铝生产成本。

2.2 电解铝企业有效控制环境污染的必然要求

电解铝企业中最大的污染排放是氟化物，其次是二氧化硫和二氧化碳温室气体。从理论上讲，这些污染源可通过净化回收系统基本回收利用。我国环保标准规定吨铝排氟量不应超过0.9kg/t.Al，与国际标准0.6kg/t.Al 相差甚远。降低吨铝排氟化物、二氧化硫和二氧化碳排放是环保控制的必然要求。

表1 国内外电解铝主要技术经济指标比较?

2.3 提高电解铝企业竞争能力的必然要求

电价的高低是影响电解铝成本的主要因素，国外的电解铝企业大多建设在电力供应充足、电价低廉的地区。毫无疑问，电价成为电解铝企业进行市场竞争的关键素。

3 电解铝企业技术创新的措施及路径

结合高校《技术创新》教学改革与实践，对电解企业技术创新提出如下几点：

（1）电解铝槽强化电流的意义。

（2）强化电流的主要技术措施。

近年来，国际电解铝工业为了进一步提高企业经济效益，普遍通过强化电解系列电流强度来提高铝产量。通过提高电流效率增加产量收效甚微，而新建和扩建的投资大建设周期长，相比之下，采用强化电流的方法来提高产量可以达到投资少、见效快的目的。并且阳极电流密度在0.73A/cm2以下，均有强化电流的可行性。

在电解铝企业，强化电流都是在电解槽槽壳和主要结构尺寸不变的情况下进行的。其主要措施包括：①扩大炭阳极面积，在强化电流后阳极电流密度增幅较小；②在炭阳极尺寸不变的情况下，通过强化电流使炭阳极电流密度升高，达到提产增效、节能降耗的目的。

3.1 改善电解槽电极材料性能

3.1.1 改善炭阳极材料性能

面对严峻的节能减排形势，炭阳极生产厂家必须确保炭阳极的质量指标（表观密度、真密度、耐压强度、CO2反应性、空气反应性、室温电阻率、热膨胀系数、灰分含量以及微量元素等等），通过严格检测，达到高质量标准；另外，电解铝厂也应该使用质量好的炭阳极，杜绝使用质量较差的炭阳极。只有这样，彻底解决炭阳极质量问题是节能减排的必然选择。

目前，对我国电解铝企业而言，提高炭阳极质量、提高预焙阳极的高度，延长炭阳极使用期限，一年可降低生产成本10.亿元以上。根据国家轻金属研究机构报告显示，使用惰性炭阳极是延长电解槽寿命的较好方法，这是炭阳极技术创新的途径之一。它可以在不生产二氧化碳和更少的全氟碳的情况下将氧化铝冶炼成电解铝的新方法[2]。

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