鋁硅比對鋁土礦拜耳法溶出技術(shù)的影響

近年來，隨著各大氧化鋁廠的增產(chǎn)擴建及新建項目的投產(chǎn)，氧化鋁生產(chǎn)廠對礦石資源的競爭日益激烈，礦石貧化問題日益突出。國內(nèi)鋁土礦鋁硅比已降至6左右，這給企業(yè)的生產(chǎn)組織帶來了較大的困難，各項消耗指標升高，尤其是堿耗和礦耗指標明顯升高，產(chǎn)能降低，成本增加。原料是選擇生產(chǎn)方法的依據(jù)，而礦石鋁硅比是評價鋁土礦質(zhì)量的重要標準，直接關(guān)系到氧化鋁生產(chǎn)的能耗、原料消耗、氧化鋁的總回收率以及生產(chǎn)成本。拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是鋁土礦的溶出，對拜耳法生產(chǎn)氧化鋁的技術(shù)經(jīng)濟指標有重要影響口制。因此，針對國內(nèi)實際礦石供應狀況，研究礦石鋁硅比對鋁土礦溶出經(jīng)濟技術(shù)指標的影響程度，對優(yōu)化中低品位鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁的工藝和條件，開發(fā)和選擇低成本處理中低品位鋁土礦的合理工藝有重要的意義。

相關(guān)結(jié)論如下：

（1）隨著礦石A/S降低，拜耳法溶出率明顯降低，赤泥產(chǎn)出率增加，礦石AA/S在4～7時，A/S降低1，拜耳法溶出率降低約3～5個百分點，每噸礦石赤泥產(chǎn)出率增加約0.05t。

（2）隨著礦石A/S降低，氧化鋁生產(chǎn)堿耗大幅增加，礦石A/S在4～7時，礦石A/S每降低1，每噸氧化鋁堿耗將增加約14.21kg。

（3）隨著礦石A/S降低，氧化鋁生產(chǎn)礦耗呈現(xiàn)升高趨勢，礦石A/S在4～7時，礦石A/S每降低1，每噸氧化鋁礦耗升高約0.13 。 2100433B

鋁硅比的大小對氧化鋁生產(chǎn)制備方法的選擇提供依據(jù)：

氧化鋁的制備方法大致有：拜耳法（A/S>8~10）適合低硅比的三水鋁石型、聯(lián)合法(A/S=5~7)、燒結(jié)法(A/S~3.5-5)。

鋁土礦主要資源分布：山西、河南、貴州、廣西，儲量世界第八

我國鋁土礦主要礦石類型：主要為高硫、高硅低鋁硅比一水硬鋁石型。

近年來中國氧化鋁工業(yè)一水硬鋁石型鋁土礦的礦石品位逐年下降，2006年到2010年中國某氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的原礦供應礦石A/S從2006年的7.5下降到2010年的5.77，同比下降了23%，礦石A/S的下降極大的影響了中國現(xiàn)階段的氧化鋁生產(chǎn)成本。

隨著中國的氧化鋁產(chǎn)能迅速上升，2007年到2010年我國氧化鋁產(chǎn)能從2508萬噸增加到4165萬噸，相對2007年增長了66%；實際產(chǎn)量從1944萬噸增加2895萬噸，相對2007年增長了49%。

中國在2010年全年的閑置產(chǎn)能為1270萬噸．隨著氧化鋁價格的回暖．這些未投產(chǎn)或閑置產(chǎn)能將會投產(chǎn)或重新啟動。同時采用一水硬鋁石為原料的氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量占中國總產(chǎn)量的75%。這種條件下對于中國日益貧化的礦石資源將造成更太的壓力。中國的一水硬鋁石型鋁土礦的礦石鋁硅比變化對現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)成本有著重要影響。

鋁硅比礦石性質(zhì)

礦石工藝礦物學研究結(jié)果表明，礦石中鋁礦物主要為一水硬鋁石、少量的一水軟鋁石和三水鋁石。其中以一水硬鋁石狀態(tài)存在的鋁占71.93%，以一水軟鋁石和i水鋁石狀態(tài)存在的鋁占2.70%，鋁硅酸鹽礦物中的鋁占25.37%。

礦石中鈦主要以銳鈦礦、金紅石、板鈦礦的狀態(tài)存在，鈦礦物的粒度細小，絕大部分鈦礦物的粒度小于10微米。由于鈦礦物的粒度太細，因此用機械選礦方法降鈦是困難的。該鋁土礦的選礦關(guān)鍵是將一水硬鋁石、少量的一水軟鋁石和水鋁石有效富集，將含鋁硅酸鹽礦物和其它脈石有效脫除。

鋁硅比試驗方案

根據(jù)一水硬鋁石的嵌布特性，有部分一水硬鋁石為富集合體，其鋁硅比已達精礦質(zhì)量要求，這部分可在粗磨條件下先快速浮出，得到粗粒精礦，其余部分可細磨使一水硬鋁石盡量解離，再浮選得到細粒精礦。為此制訂了粗細分選的選礦工藝流程，即原礦在粗磨條件下分級，粗粒部分快速浮選，得粗粒鋁土礦精礦，粗粒浮選尾礦再磨后與分級的細粒部分合并進行浮選，得細粒精礦，兩精礦合并為綜合精礦。

礦石A/S（鋁硅比）是衡量礦石質(zhì)量非常重要的指標之一，在氧化鋁生產(chǎn)中礦石A/S的高低對氧化鋁生產(chǎn)的組織和成本影響很大。截止2008年底，中國探明鋁土礦儲量為30億噸，礦石A/S4~6的中低品位礦石占60%。近年來由于中國的氧化鋁產(chǎn)能和產(chǎn)量大幅增加也造成了中國礦石品位迅速下降，生產(chǎn)成本持續(xù)升高。由于成本的壓力，曾經(jīng)為中國氧化鋁工業(yè)做過突出貢獻的燒結(jié)法工藝和混聯(lián)法工藝面臨著被淘汰的境地。

1.從設(shè)備及資源條件看，生產(chǎn)較低鋁含量的硅鋁鐵合金符合我國的國情。

2.提高硅鋁鐵中硅鋁比有利于脫氧。鑒于這兩點，必須開發(fā)高硅低鋁的硅鋁鐵產(chǎn)品 。

利用硅鋁鐵合金進行脫氧經(jīng)實際應用，證明效果良好。和采用鋁脫氧相比，不僅鋁的收得率高，殘鋁量易于控制，夾雜物形態(tài)也有所改善。

采用硅鋁合金后，元素收得率高，主要是因為合金比重增大，鋁比重2.7g/cm³，硅鋁鐵（FeAl₃₀Si₂₀）比重3.5-4.2g/cm³ ，煉鋼終渣比重一般為2.8-3.2g/cm³，因而合金加入后會沉入渣面以下，有效地控制了鋁與空氣及熔渣中的氧反應。

脫氧效果好，一般認為是生成了復雜的脫氧產(chǎn)物，氧化物活度降低，有利于脫氧反應進行。另外，易生成低熔點相，使夾雜物易聚合，促進上浮去除。分別采和鋁和硅鋁鐵（FeAl₃₀Si₂₀）脫氧時，鋼中全鋁含量，前者比后者高，而后者的酸溶鋁卻比前者要高，這說明采用硅鐵時，鋁氧化物夾雜大大減少 。