鋁土礦的品質直接影響氧化鋁生產(chǎn)工藝的選擇和氧化鋁生產(chǎn)的技術經(jīng)濟指標。衡量鋁土礦品質一般考慮鋁硅比、氧化鋁含量和鋁礦物類型。不同鋁礦物類型的鋁土礦溶出性能相差甚遠。但是,由于我國鋁土礦與世界其它國家不同,占儲量99%的都為一水硬鋁石型鋁土礦,其中大部分為沉積型鋁土礦,具有鋁高、硅高、鐵低的特點,因此,鋁土礦的鋁硅比是最重要的質量指標。 不同的氧化鋁生產(chǎn)方法適宜處理的鋁土礦鋁硅比見表1。在3種氧化鋁生產(chǎn)方法中,拜耳法有著流程簡單、能耗低、產(chǎn)品質量好、生產(chǎn)成本低等明顯優(yōu)勢。但是,由于礦石中的SiO2是以水合鋁硅酸鈉(Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O)的形式進入赤泥,造成Al2O3和Na2O的損失,因此拜耳法適合處理高鋁硅比的鋁土礦。我國80%以上的鋁土礦鋁硅比<9,所以,以國內(nèi)鋁土礦為原料的我國氧化鋁生產(chǎn)工藝主要是燒結法和聯(lián)合法。由于這兩種方法均需進行燒結,因而帶來生產(chǎn)系統(tǒng)復雜龐大、基建投資相對增加、能耗高等一系列問題。表2是國內(nèi)外氧化鋁廠主要消耗比較??梢姡覈趸X生產(chǎn)的鋁土礦消耗和堿消耗明顯低于國外氧化鋁廠,但能耗卻遠遠高于它們。在氧化鋁生產(chǎn)成本構成中,我國的能源成本占43%,是國外相應費用的1.65倍,這便是我國氧化鋁生產(chǎn)成本高于國外先進指標的最重要原因。隨著鋁土礦資源短缺和質量下降的問題日趨嚴重,我國氧化鋁工業(yè)不得不必須面對大規(guī)模利用低品位鋁土礦的問題。如果不能提高鋁土礦的鋁硅比,再加上能源價格不斷攀升,我國氧化鋁生產(chǎn)的技術經(jīng)濟指標必將進一步惡化,這將對我國氧化鋁工業(yè)的生產(chǎn)成本和競爭力產(chǎn)生嚴重影響。
表1 各種氧化鋁生產(chǎn)方法適宜處理的鋁土礦的鋁硅比
表2 國內(nèi)外氧化鋁廠主要消耗指標比較(2003年)
中國鋁業(yè)中州分公司通過選礦脫硅提高鋁土礦鋁硅比,采用選礦-拜耳法生產(chǎn)氧化鋁,可以使能耗降低50%,生產(chǎn)成本降低20%,氧化鋁生產(chǎn)成本與傳統(tǒng)拜耳法基本持平。隨著氧化鋁工業(yè)的科技進步,使得用強化燒結法處理鋁硅比>9的鋁士礦成為可能。因此,高鋁硅比原料是氧化鋁工業(yè)對鋁土礦品質的最主要要求。我國鋁土礦選礦的主要目的就是選礦脫硅,獲得高鋁硅比精礦,同時也相應提高精礦中Al2O3的含量。
表1 各種氧化鋁生產(chǎn)方法適宜處理的鋁土礦的鋁硅比
氧化鋁生產(chǎn)方法
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拜耳法
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燒結法
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聯(lián)合法
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鋁硅比
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>9
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3~5
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6~8
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表2 國內(nèi)外氧化鋁廠主要消耗指標比較(2003年)
指 標
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國外氧化鋁廠
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中國氧化鋁廠
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美 洲
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歐 洲
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澳 洲
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拜耳法
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聯(lián)合法
|
燒結法
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平 均
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鋁土礦消耗/(t/t)
總能耗(以標煤計)/(kg/t)
燒堿消耗/(kg/t)
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2.58
375
63.7
|
2.28
397
71.6
|
3.07
405
61.5
|
1.92
459
折合49.5
|
1.66
1100
47.9
|
1.76
1380
折合45.9
|
1.72
1100
折合47.6
|