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美铝的Kwinana氧化铝厂位于澳大利亚西部,Perth以南22km。

该厂于1963年投产,在过去的数年中,Kwinana一直在更新改造,目前氧化铝年产能超200万吨。今天,Kwinana雇佣1000名员工,同时还雇佣大量的合同工,其中大约60%的员工居住在Kwinana、Cockburn和Rockingham附近的城镇。

完工的Kwinana生物去除工艺
全规模氧化铝厂内的生物去除充气反应槽

澳大利亚Kwinana

美铝

美国铝业公司的全球冶炼研发团队使用自然产生的微生物消耗草酸的创新技术,荣获“澳大利亚政府工程创新奖”。该奖项是在2010年澳大利亚首都堪培拉举行的澳大利亚工程优秀奖颁奖礼上颁发。

铝土矿中的有机物在氧化铝精炼过程中形成草酸盐。有机物在苛性钠溶液溶解铝土矿时混入精炼液体。该有机物质在拜耳法工艺中被分解,形成以草酸钠为主的终产物。基于优化氧化铝生产和优质氧化铝的考量,该杂质需去除。为了防止最终积聚在精炼液体内,草酸钠以结晶的形式从液体沉淀出来。

直到最近,草酸钠才有了一些商业用途。草酸钠必须使用窑煅烧去除或存放在密封的蓄水池内。常规的窑工艺去除草酸钠具有很高的资金成本,要求使用烟道气RTO(再生热氧化剂)来控制排放。由于需要燃料,具有相对高的碳足迹。

1999年,总部设在美国铝业公司Kwinana氧化铝厂的美国铝业公司技术研发队开始研究利用自然产生的细菌,从精炼过程中除去草酸。在接下来的十年里,研发队确定了具体的碱耐受细菌,有效分解杂质, 同时创建了细菌高效作业的最佳条件。经过广泛的测试和试验工厂实践,工业规模工艺得以开发。

利用这项技术的第一个完整规模的工厂现在已经在西澳大利亚美铝的Kwinana氧化铝厂安装和运营。该厂已超过所有初始的性能指标,目前运营远高于设计产能。

新工艺,号称“连续的生物销毁草酸',针对草酸问题,是一个低成本并对环境友善的解决方案。该过程无需高温(40℃最高温度)具有非常低的排放水平。其过程本身排放很少,如果有的话,仅为二氧化碳。这个过程的温室足迹比传统窑工艺少约40%,这主要是由于低得多的燃料(能量)要求。虽然有机物的生物分解生成二氧化碳,液体流通过时快速矿化成无机碳酸盐和碳酸氢盐。该过程已被证明是非常有效的去除草酸盐。当前系统有足够的能力处理精炼厂产出的草酸钠,以及开发投产设备时临时存储的草酸盐。

美铝公司已将该技术推广至Pinjarra氧化铝厂,和得克萨斯州的Pt Comfort氧化铝厂,长期来看,该工艺可消耗掉美铝世界各地氧化铝厂每天近200吨的草酸,同时降低了能耗。