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1、前言

近二十年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶動了電解鋁工業(yè)的飛速發(fā)展，2004年全國原鋁實際產(chǎn)量達到669萬 噸，是名副其實的世界*產(chǎn)鋁大 國，2005年截止6月份，原鋁產(chǎn)量已達370多萬噸，全年將突破700萬噸，伴隨著電解鋁工業(yè)的發(fā)展，鋁電解用炭素材料、氟化鹽行業(yè)也得到了長足的進 步，產(chǎn)能和產(chǎn)量不斷提高，市場狀況逐步改善，國內已成為世界zui大的鋁用炭素材料、氟化鹽出口國；并且隨著世界電解鋁工業(yè)的重新布局，發(fā)達國家將這類產(chǎn)業(yè)紛 紛轉移，鋁冶煉產(chǎn)業(yè)的市場化程度不斷提高，鋁錠、鋁土礦、氧化鋁、鋁用炭素材料、氟化鹽等交易量大幅上升，需要配套的標準體系來支持。同時大型預焙槽技術 的推廣應用，高度自動化的電解系列投產(chǎn)，新的啟動焙燒技術的出現(xiàn)等，對氧化鋁、鋁用炭素材料、氟化鹽的質量要求也越來越多，促進了相關分析檢測方法的不斷 提高。經(jīng)濟的高速發(fā)展，希望對資源的利用能盡可能的全面，更加注重節(jié)能和環(huán)保，也需要制定或完善相應的標準來指導規(guī)范生產(chǎn)。

多年來我國在 鋁冶煉工業(yè)的標準方面做了許多工作和努力，建立了一套較完善的鋁冶煉分析檢測方法標準體系，尤其是1999以后，在國家“人才、、 標準”戰(zhàn)略的指導下，集中了行業(yè)的主要力量，對鋁土礦、鋁及鋁合金、氧化鋁、氫氧化鋁4個系列的標準進行了全面修訂，建立了鋁用炭素材料取樣方法、檢測方 法2個系列有色金屬行業(yè)標準，為整個行業(yè)的技術進步做出了較大的貢獻。

ISO這些年來，主要在鋁用炭素上做了大量的工作，從上世紀80年 代末開始，歷經(jīng)近20年，建立了完善的鋁用炭素材料檢測方法標準體系，并在貿 易中發(fā)揮了明顯的作用；在氧化鋁、氟化鹽方面，也進行了一些探索和研究，這些工作正在進行之中，鋁及鋁合金的分析方面，也已啟動相關的修訂計劃，主要集中 在性能的表征和大型分析儀器的應用方面。

雖然鋁冶煉工業(yè)分析檢測方法標準有了長足的進展，整體而言，也存在著一些問題，如部分標準技術上 較落后，大型儀器設備的應用較少；對市場的敏感程度 不夠，制、修訂的速度偏慢等。對國內而言，實質性參與標準制、修訂工作不夠，技術標準的基礎工作欠缺，企業(yè)參與程度偏低，參與標準制、修訂工作的專業(yè) 技術人員范圍窄，這都需在以后的工作中加以改進和提高。

2、國內外標準現(xiàn)狀

鋁冶煉行業(yè)中，生產(chǎn)電解鋁產(chǎn)品，需要采用的主要原料有氧化鋁、炭素材料、氟化鹽；其中氧化鋁的主要原料為鋁土礦，炭素材料的原料包括煤瀝青、石油焦或煅后石油焦、無煙煤、石墨，氟化鹽的原料有螢石、氫氧化鋁、碳酸鈉等。

在 我國的標準體系中，電解鋁、氧化鋁、氫氧化鋁、炭素材料、氟化鹽、鋁土礦歸口于全國有色金屬標準化技術委員會（TC243）輕金屬分技術委員會 （SC1），石油焦由石油化工部門歸口，螢石、煤瀝青、石墨由冶金工業(yè)部門歸口，無煙煤歸口于煤炭工業(yè)，碳酸鈉歸口于無機鹽工業(yè)，炭陽極用煅后石油焦現(xiàn)正 納入TC243/SC1管理。

標準體系中，作為產(chǎn)品質量標準，現(xiàn)在鋁冶煉行業(yè)中只有一個，即ISO115-2003《非合金化重熔用 鋁錠 — 分類及成分》，歸口于輕金屬及其合金技術委員會（ISO/TC79）中的重熔用鋁錠分技術委員會（SC4）。對分析檢測方法標準，電解鋁歸口于輕金屬及其 合金技術委員會（ISO/TC79）化學分析及光譜測定分技術委員會（SC1）；氧化鋁、炭素材料、煤瀝青、石油焦或煅后石油焦、氟化鹽，由鋁冶煉用原材 料技術委員會（ISO/TC226）歸口；鋁土礦由鋁礦石技術委員會（ISO/TC129）歸口。

根據(jù)標準使用的實際情況，同時為了比較方便，下面只對電解鋁、氧化鋁、炭素材料、氟化鹽、鋁土礦的相關方法標準情況進行分析。

2.1 鋁土礦

鋁土礦分析檢測方法國家標準和標準的情況見表1。

從 表1可知，鋁土礦相關國家標準有23個，其中GB/T3257-1999《鋁土礦石化學分析方法》中，共有22個標準，涉及20個項目的測定和試 樣的制備，另有一個取樣的標準；ISO標準中，共有17個標準，其中10個檢測方法標準，5個取樣及與取樣代表性有關的標準，2個制樣標準。

國家標準適用的范圍是鋁土礦，有6個標準修改采用了ISO標準；而ISO標準適用的范圍是鋁礦石，包括鋁土礦和其他含鋁較多的礦石，范圍更廣一些，因此熔樣的方法和有些元素的分析方法有一定的差異。

國 家標準中，除了取樣標準標齡較長外，其余標準都是新起草的標準，包括了與國內鋁土礦資源相適宜的三氧化二鎵、稀土氧化物總量等的測定方法，建立了 對氧化鋁生產(chǎn)工藝有較大影響的總碳、有機碳、硫含量的測定標準；ISO標準中，標齡都比較長，測定的項目也較少，但其對取樣和制樣的重視是值得我們學習 的，任何分析的準確性都應建立在取樣的代表性上。

國家標準和ISO標準中，涉及的方法基本上是傳統(tǒng)的濕法化學法，用到的設備也只有分光光度儀和火焰原子吸收光譜儀，在澳大利亞國家標準中，已經(jīng)有采用X-射線熒光光譜儀的方法標準，國內外的相關應用報到也很多，還有報到采用ICP-AES測定鋁土礦中各元素含量的方法等。

根 據(jù)國家標準化管理委員會的要求，2004年對現(xiàn)行國家標準進行了清理整頓，鋁土礦化學分析方法國家標準已轉為有色金屬行業(yè)標準。方面，由于秘 書處單位澳大利亞科學院（CISIO）沒有更多的積極性，ISO/TC129的工作10年基本處于停止階段，沒有任何的進展，ISO已考慮要撤銷ISO /TC129。

2.2 氧化鋁

氧化鋁分析檢測方法國家標準和標準的情況見表2。

從表2可知，氧化鋁相關分 析檢測方法國家標準有29個，都包括在其中GB/T6609-2004《氧化鋁化學分析方法和物理性能測定方法》中，其中 元素含量分析標準21個，涉及19個元素，物理性能測定標準6個，取樣、制樣標準各1個；ISO標準中，在用標準26個，有各種草案的標準5個，提出起草 意向的標準2個，26個在用標準中，4個取樣制樣標準，22個為分析檢測標準，涉及11個元素的分析，其中物理性能測定方法標準8個。

國 家標準GB/T6609-2004中有4個標準等同采用了ISO標準，7個標準修改采用了ISO標準；與ISO標準相比，在元素方面，GB /T6609-2004包括的測定元素多，增加了氧化鋰、三氧化二鎵的分析方法，以適合國內鋁土礦資源生產(chǎn)的氧化鋁；物理性能方面，GB /T6609-2004少了比表面積測定的方法。

表1、鋁土礦石相關分析檢測方法標準情況

    國家標準都是新起草的標準，從2004年7月1日起發(fā)布實施，在測定的范圍、選用的方法上，有一定的*性，但電解鋁關注的物理性能方面，還有較多的缺 項。ISO標準中，除了鈣的測定和篩分法測定粒度分布2個標準外，其余都是標齡較長的標準，個別標準已有30年了，一些成分分析方法標準，技術上已經(jīng)落后 了，ISO/TC226也已注意到這方面的問題，

表2、氧化鋁相關分析檢測方法標準情況

已 經(jīng)成立了第3工作組（WG3），開始全面制、修訂氧化鋁的相關標準，一是根據(jù)電解工藝進步的要求，推出了磨損指數(shù)、激光衍射法測定粒度分布、- 20μm含量、α氧化鋁含量等較為關注項目的標準草案，同時基于XRF的成功應用，準備廢止一些標齡較長的傳統(tǒng)濕法化學方法，推出XRF測定元素含量方法 的標準，并且配合環(huán)保的強化，正在進行電解起塵性、氧化鈹含量測定標準的研究工作。

    國內氧化鋁檢測標準，除GB/T6609-2004外，還有2個有色金屬行業(yè)標準YS/T438-2001《砂狀氧化鋁物理性能測定方法》和YS /T89-1995《煅燒α型氧化鋁》，用于氧化鋁物理性能中的粒度分布、比表面積、磨損指數(shù)、α氧化鋁含量、安息角的測定，但由于其名稱限制且互相之間 有重復或與GB/T6609-2004沖突，實際使用并不多。國外澳大利亞有已實施的XRF測定元素含量、磨損指數(shù)的測定、α氧化鋁含量的測定國家標準。

2.3 炭素材料

    炭素材料分析檢測方法標準情況見表3。

表3、炭素材料相關分析檢測方法標準情況

    表3所列的鋁用炭素材料有色金屬行業(yè)標準，是近兩年新起草的，在這之前，鋁用炭素材料沒有形成獨立的標準體系，除取樣、試樣焙燒、電阻率、CO2反應性4個標準外，其余的標準都是借用其他行業(yè)的方法，如冶金工業(yè)；這些標準的標齡都較長，技術上比較落后，標準之間的銜接性差，有些標準互相矛盾。

    從表3可知，新制定的YS/T62、YS/T63兩個系列標準，共有24個標準，他們中大部分是修改采用了ISO標準，涵蓋的面較寬，包括了預焙陽極、底 部炭塊、側部炭塊、陰極糊、陽極糊在內的鋁用炭素制品。ISO標準中，已發(fā)布實施的有22個，其中有2個是技術規(guī)范，這些標準都是近期發(fā)布的，zui早的是 1997年發(fā)布，但開始于上世紀80年代未，主要依據(jù)德國國家標準（DIN）起草，他們適用于預焙陽極、底部炭塊、側部炭塊、陰極糊；有些在原料中已有的 標準，在產(chǎn)品中就沒有，如炭塊類樣品的灰分，用的就是煅后石油焦測定灰分的方法；同時ISO為了平衡各方面的關系，在CO2反應性、空氣反應性標準上，吸收了基于ASTM的測定方法。

    從表3還可知，已有草案但還沒有正式發(fā)布的鋁用炭素材料相關標準有6個，這些標準有些我們已經(jīng)轉換過來了，如空氣滲透率、熱膨脹系數(shù)、氦比重計測定真密 度、耐壓強度，有些我們還沒有進行過研究，如預焙陽極平衡溫度的測定、焙燒過程中的膨脹收縮、未焙燒糊的可搗實性，他們對鋁用炭素材料的性能有著重大的影 響；同時ISO/TC226正在探索制定電解質對耐火材料、碳化硅結合氮化硅腐蝕性的測定標準。

    從有色金屬行業(yè)標準和標準的比較來看，國內系統(tǒng)性的標準編排更有利于使用者方便采用，ISO注重預防，國內標準更傾向于仲裁。   

2.4 氟化鹽

    氟化鹽國內標準的情況見表4，ISO標準的情況見表5。

    表4中，氟化鋁為國家標準，是1987年實施的，冰晶石為有色金屬行業(yè)標準，雖然標準的版本是1994，實際是1994年標準清理后由國家標準轉化為行業(yè)標準，實施的時間也是1987年，因此標齡較長，采用的方法技術上也是較為落后的。

表4、氟化鹽分析檢測方法國家/行業(yè)標準情況

表5、氟化鹽分析檢測方法標準

表5中，氟化鹽相關的ISO標準發(fā)布實施的時間也是比較早的，國內的氟化鹽大部分起草時修改采用了ISO的標準。

國 內正在進行氟化鋁、冰晶石分析檢測方法標準的修訂工作，其中氟化鋁的工作已基本完成，增加了游離氧化鋁、粒度分布、安息角、松裝密度的方法標準， 對冰晶石，增加了游離氧化鋁的測定方法標準，同時根據(jù)2004年標準清理整頓的情況，氟化鋁分析方法的標準也將轉為有色金屬行業(yè)標準，所以正在進行轉換工 作，冰晶石的標準也完成了大部分的工作。ISO/TC226現(xiàn)已注意到了氟化鹽標準多年未修訂的情況，因此又重新激活整個氟化鹽的相關檢測標準修訂工作， 并成立了專門的第4工作組（WG4），落實了今后WG4的工作任務，主要是推進XRF在氟化鹽檢測中的應用。

2.5 鋁

    鋁及鋁合金分析方法標準情況見表6。

    表6中，GB/T6987-2001《鋁及鋁合金化學分析方法》包括了32個標準，其中分光光度法16個，火焰原子吸收光譜法10個，其他方法6個，涉及 22個成分的分析，有17個標準修改采用了ISO標準，他們是2001年實施的；同時還有1個光電直讀光譜法標準及攝譜法標準，光電直讀光譜法已經(jīng)得到大 部分的電解鋁企業(yè)和一些主要的鋁加工企業(yè)的成功應用，而攝譜法由于時間較長，現(xiàn)已基本淘汰，所以也就沒有列入。

    鋁及鋁合金分析方法的ISO標準有17個，其中分光光度法8個，火焰原子吸收光譜法5個，其他方法4個，涉及10個元素的分析，另外有1個分析結果的處理方法標準，這些標準的標齡都比較長。

    從適用的范圍看，GB/T6987-2001比ISO標準要寬的多，也采用了一些新的分析技術，且正在起草砷和汞的分析方法標準，并根據(jù)2004年標準清 理整頓的結論，將對GB/T6987-2001進行進一步的修訂整合，同時修訂GB/T7999-2000。而ISO/TC79/SC4由于各種原因，多 年來在分析方法標準的起草上少有作為，今年在日本召開的ISO/TC79會議上，確定了要啟動相關的標準起草修訂工作。

    上，ASTM的標準在鋁及鋁合金元素分析方法是比較齊全的，并且采用了一些大型的儀器設備，國內的軍標，也有許多新分析檢測技術在標準中得到應用。

    另外國內有一些新的標準如鋁熔體中氣體的分析標準在起草過程中，采用ICP-AES測定元素含量的標準起草工作也將開始。

表6、鋁及鋁合金相關分析檢測方法標準情況

3、存在的主要問題

從 上面的分析可以看出，近幾年國內鋁冶煉分析檢測方法標準有了很大的進展，主要的幾個系列標準都得到了修訂和完善，ISO也在密切關注技術進步帶來 的新要求，不斷推出新的標準草案，組織相關國家進行起草修訂。但從技術的角度看，整個鋁冶煉分析檢測方法標準，尤其是國內標準的情況，也還存在一些問題， 主要有：

3.1 標準工作的基礎差，條塊分割

    鋁冶煉分析檢測方法標準體系無論從適用的范圍還是測定項目的數(shù)量上，比ISO的標準要寬，要多，大部分標準也是參照ISO標準起草的。但支撐這些標準的基 礎工作不扎實，缺乏必要的試驗數(shù)據(jù)，大部分標準的精密度不是通過試驗來確定的，而是由會議討論決定；一些方法的前期研究工作不深入，個別方法國內就沒有開 展過研究，尤其是鋁用炭素的相關標準，更是缺乏必要的研究，很多項目基本沒有開展，其實國內在20世紀80年代初就已提出了測定陽極CO2反應性、空氣反應性等，但其后沒有做進一步的試驗研究來支持，因此一直停止不前，zui后還是在出口的推動下，才引起國內的重視。

    同時國內由于標準化管理工作的條塊分割，各個技術委員會之間缺少必要的溝通，所歸口標準間的銜接性差，有時一個產(chǎn)品，多家歸口，標準之間存在矛盾和重復，產(chǎn)品上下游間一致性不夠。而且國內標準傾向于仲裁，極大的削弱了標準對質量的預防功能，標準的適應性較差。

3.2 成分分析標準對新技術的應用不夠

    現(xiàn)行的鋁冶煉成分分析方法，絕大部分建立在傳統(tǒng)的濕法化學分析上，主要是滴定、重量、分光光度法，包括部分火焰原子吸收光譜法，當然ISO標準也大部分建 立在這些方法上，但標準由于起草程序的問題，需要75%以上的成員同意才能通過，這樣ISO標準一出來，在技術上已經(jīng)落后了，作為國家標準，在技術上 應該于標準。從分析技術的發(fā)展看，X-射線熒光光譜法（XRF）、高頻藕合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES）等已經(jīng)非常成熟，在各個行業(yè) 得到了很好的應用，在鋁冶煉行業(yè)也是如此。如采用XRF分析鋁土礦、氧化鋁、氫氧化鋁、氟化鋁、冰晶石樣品中的元素含量和鋁用炭素材料中的微量元素，采用 ICP-AES測定鋁土礦、氧化鋁、氫氧化鋁、鋁及鋁合金樣品中元素含量和鋁用炭素材料中的微量元素，都有很多的文獻報道，并且一些國家和組織，已將有些 方法定為標準分析方法，如澳大利亞的國家標準（AS）、美國材料與檢驗協(xié)會的標準（ASTM）等。

3.3 實質性參與標準的起草工作幾乎沒有

    我國是ISO/TC129 、ISO/TC226的成員國，是世界zui大的電解鋁生產(chǎn)國，是氧化鋁的主要進口國，也是鋁用炭素材料、氟化鹽的zui大出口國，但是非常遺憾的是，不論是 電解鋁還是鋁用原材料的ISO標準，沒有一個是基于中國的國家標準或行業(yè)標準，這與中國鋁工業(yè)大國的地位是極不相稱的。造成這種情況的主要原因有：標準的 前期性研究不夠，對標準的重視程度有限，標準化意識不強，參與標準起草活動時斷時續(xù)。

    國內標準的起草，尤其是分析測試方法的起草，大部分是由分析檢測人員或專門從事標準化工作的人員來承擔，相關的人員很少參與，這對一些基礎性的標準來說， 應該沒有太大的問題，但對一些關系材料應用性評價和表征的標準來說，可能這些人員技術上就難以勝任。ISO標準的起草，其工作組成員一般是該行業(yè)的代表人 物，如起草氧化鋁電解起塵性、氧化鋁中鈹含量的測定，其WG3工作組的成員就是當今鋁行業(yè)的*專家；起草陰極鈉膨脹、陽極平衡溫度測定標準的人員，也是 世界的鋁電解專家。

3.4 對取樣等基礎性標準不重視，對新項目的反應慢

    從上面的標準現(xiàn)狀可以看出，國內分析檢測方法中對取樣、取樣代表性的評價、樣品的制備、結果的分析等基礎性標準不重視，新制、修訂的標準中，如氧化鋁的取 樣、鋁用炭素材料的取樣，雖然修改采用了ISO標準，但在實際的實施中，總是因各種原因難以*執(zhí)行，隨機取樣往往變成隨意取樣，對取樣標準的起草、修 訂，一般都不去認真的對待，實際對分析檢測而言，取樣是所有工作的基礎，取樣的代表性直接影響結果的有效性，沒有扎實的基礎標準，各種分析測試的數(shù)據(jù)就沒 有了根底。

    隨著技術的不斷進步，尤其是對安全健康、環(huán)保節(jié)能的重視，出現(xiàn)了許多新的檢測項目，這些項目的分析方法標準起草速度較慢，滿足不了市場快速發(fā)展的需要。

3.5 配合標準實施的設備、標準樣品缺乏，影響標準的采用

    標準的實施需要設備的支持和標準樣品的配套，新制定的鋁用炭素材料分析檢測方法，涉及熱導率、熱膨脹系數(shù)、空氣滲透率3個性能的測定，需要配套的設備和相 應的標準樣品，如果進口，需花費很高的代價，因此有必要盡快國產(chǎn)化，同時對炭素材料微量元素的測定，國內暫時也沒有標準樣品，而進口的標準樣品價格昂貴， 也沒有保障；包括氧化鋁磨損指數(shù)、粒度分布等物理性能測定的標準樣品，在我國也基本是個空白。

4、結論

    通過上述分析，可以知道，我國已有了較為完善的鋁冶煉分析檢測方法標準體系為了更好地發(fā)揮標準對產(chǎn)業(yè)的支持作用，在今后的標準工作中，應：

①切實做好標準起草前的基礎工作，對一些上關注的項目，如氧化鋁的電解起塵性、氧化鋁中氧化鈹?shù)暮?、電解質對耐火材料的侵蝕性、陰極糊焙燒過程中的膨脹收縮等，應盡早介入研究，同時應密切關注ISO/TC79下一步的工作。

②組織行業(yè)力量，利用新制定的分析檢測標準，對鋁用炭素材料、氟化鹽、氧化鋁的性能進行一次全面的普查；開展XRF測定鋁土礦、氧化鋁、、氟化鹽成分含量標準的起草研究工作，開展ICP-AES測定鋁及鋁合金元素含量標準的起草研究工作。

③聯(lián)合行業(yè)內有影響的企業(yè)，加快氧化鋁粒度分布、磨損指數(shù)、炭素材料微量元素、熱導率、熱膨脹系數(shù)、空氣滲透率等標準樣品的研制進程，做好XRF用氧化鋁、鋁土礦、氟化鹽等標準樣品的研制，促進鋁用炭素材料檢測設備的國產(chǎn)化。

④進一步強化標準意識，明確標準戰(zhàn)略，強化參與意識，標準的起草應積極征求各方面的意見，標準的討論更注重于技術層面而不是規(guī)范。

⑤積極與其他標準化技術委員會溝通，增強標準的一致性和銜接性，對一些多行業(yè)應用的原材料，盡可能制定本行業(yè)的標準來規(guī)范。

⑥ 對國內*的分析檢測方法標準，如氟化鹽物理性能測定方法、游離氧化鋁測定方法、鋁及鋁合金的原子熒光測定方法、ICP-AES方法、氟化鹽的 XRF法等，應進一步收集試驗數(shù)據(jù)，做好精密度的確定，完善試驗方法，積極向標準化組織推薦，實現(xiàn)ISO標準的制定基于中國標準。

總的來說，要不斷地完善檢測方法標準體系，努力構建進口產(chǎn)品的技術保護，打破出口產(chǎn)品的技術壁壘，為鋁工業(yè)的持久健康發(fā)展，提供良好的。