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我國鋁資源概況
鋁元素在地殼中的含量位于第三位，僅次于氧和硅，是地殼中含量最豐富的金屬元素。因為鋁及其合金具有性能優異、價格較低、回收率較高的特點，所以在建筑、交通、電子、機械、日常耐用消費品、包裝材料等領域廣受好評。我國幅員遼闊，但鋁土礦的資源卻并不豐富。
全球鋁土礦成礦帶主要分布在非洲、大洋洲、南美洲及東南亞。從全球鋁土礦儲量角度來看，我國的鋁土礦儲量為9.8億噸，不僅遠低于幾內亞、澳大利亞、巴西，即便在亞洲也低于越南和印度尼西亞。
但最近幾年，我國鋁行業發展較快，全國氧化鋁產能占全球總產能的54%，成為全球產出氧化鋁最多的國家。隨著氧化鋁產量的提高，我國鋁行業面臨的壓力也就與日俱增，進口鋁土礦的依存度達60%。資源供應能力面臨較大壓力，再者，我國人口眾多，對鋁加工制品的需求力度較大，因而未來供不應求的局面越來越大。所以，解決鋁土礦資源匱乏，是目前我國亟待解決的一大重要資源問題之一。
我國鋁土礦和氧化鋁的產量及進口量
高鋁粉煤灰對提取氧化鋁的意義
針對我國鋁土礦資源不足的狀況，利用高鋁粉煤灰生產氧化鋁可以有望緩解鋁資源的不足，而且可減少粉煤灰對大氣、水體的污染和大量土地資源的占用。
高鋁粉煤灰：潛在的鋁資源
粉煤灰是燃煤中的粘土礦物及伴生礦物在高溫下煅燒后的產物，粉煤灰的化學成分主要為硅、鋁、鐵、鈣的硅酸鹽和氧化物。據統計2015年粉煤灰排放量達5.8億噸。再加上歷年排放堆放在灰場的25億噸以上的粉煤灰，由此產生的占地和環境污染問題十分突出。
代表性高鋁粉煤灰的化學成分分析結果
高鋁粉煤灰提取氧化鋁的技術方法
目前，高鋁粉煤灰提取氧化鋁的技術主要包括堿法、酸法和酸堿聯合法。
堿法
堿法提取氧化鋁工藝有石灰石燒結法、堿石灰燒結法、兩步堿溶法和堿溶-燒結法聯合法。
堿法各性能對比
酸法
酸法是采用無機酸處理高鋁粉煤灰，生產相應的鋁鹽如AlCl3、Al2(SO4)3等原料中的氧化硅生產偏硅酸膠體殘渣。
酸法提取氧化鋁的主要化學反應如下：
優點：流程簡單，能耗較低，SiO2組分可用于生產高附加值的無機硅化合物產品，如白炭黑等。
加熱酸液溶解粉煤灰可有效實現鋁硅分離，提高氧化鋁溶出率。
該法存在循環酸量大，設備腐蝕嚴重，酸蒸汽污染環境等問題。
缺點：反應過程生成氟化物氣體，需要昂貴的鉭鈮合金設備，且對空氣和水體造成嚴重污染。
酸堿聯合法
工藝過程：高鋁粉煤灰與純堿按比例混合
優點：Al2O3提取率高達98%，且SiO2組分利用率高，產品附加值高，工藝流程能耗低。
缺點：工藝過程復雜，酸堿消耗量大，難以實現循環利用。
高鋁粉煤灰兩步堿溶法提取氧化鋁工藝流程圖
提取氧化鋁新技術：低鈣燒結法
通過對高鋁粉煤灰提取氧化鋁的酸堿聯合法、兩步堿溶法、堿溶-燒結聯合法等技術研究基礎上，發現，各個方法都有明顯的不足之處。
低鈣燒結法的主要創新點在于低鈣燒結可大幅度減少石灰石消耗量和硅鈣渣排放量。
工藝流程
高鋁粉煤灰進行堿溶預脫硅處理，以NaOH堿液溶解玻璃體中的無定型SiO2，達到提高原料鋁硅比的目的。所得Na2SiO3濾液可用于制備白炭黑和多孔氧化硅等硅酸鈣沉淀，采用水熱處理和煅燒制備針狀硅灰石。制備硅灰石過程發生如下化學反應：
高鋁粉煤灰預脫硅-低鈣燒結法提取氧化鋁工藝流程圖
與石灰石燒結法和堿石灰燒結法相比，低鈣燒結法技術具有低物耗和低能耗的顯著優勢，且鋁渣排放量少，可制成新型墻體材料，從而實現高鋁粉煤灰的完全資源化利用。
用高鋁粉煤灰提取氧化鋁相比于堿法，從資源消耗、能源消耗、尾氣排放以及產品方案等方面均有很明顯的改善。
高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術發展前景
（1）利用高鋁粉煤灰提取氧化鋁，對降低中國鋁資源的進口依存度和改善生態環境均具有重大戰略意義，與酸法和酸堿聯合法相比，以高鋁粉煤灰為原料堿法提取氧化鋁的技術具有良好的產業化前景。
（2）采用堿法提取氧化鋁技術，必然副產大量沉淀硅酸鈣或硅灰石粉體，排放大量硅鈣尾渣。
國家或地方政府應出臺相關的產業配套和扶持政策，在充分利用高鋁粉煤灰中氧化鋁資源的同時，科學規劃和掌控副產品的市場定位，引導相關行業的健康發展。
（3）國家相關部門應加強統籌規劃，積累倡導在國家層面上逐步建立和發展跨行業領域的循環經濟產業鏈體系。
（4）投資高鋁粉煤灰生產氧化鋁的企業，必須擁有較強的技術水平和資金實力，具有長期穩定的高鋁粉煤灰原料供應，以及能夠消化硅鈣渣副產品的市場培育能力。
