鋁土礦的品質直接影響氧化鋁生產工藝的選擇和氧化鋁生產的技術經濟指標。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。 不同的氧化鋁生產方法適宜處理的鋁土礦鋁硅比見表1。在3種氧化鋁生產方法中,拜耳法有著流程簡單、能耗低、產品質量好、生產成本低等明顯優勢。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,以國內鋁土礦為原料的我國氧化鋁生產工藝主要是燒結法和聯合法。由于這兩種方法均需進行燒結,因而帶來生產系統復雜龐大、基建投資相對增加、能耗高等一系列問題。表2是國內外氧化鋁廠主要消耗比較??梢?,我國氧化鋁生產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,我國氧化鋁工業不得不必須面對大規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,我國氧化鋁生產的技術經濟指標必將進一步惡化,這將對我國氧化鋁工業的生產成本和競爭力產生嚴重影響。
表1 各種氧化鋁生產方法適宜處理的鋁土礦的鋁硅比
表2 國內外氧化鋁廠主要消耗指標比較(2003年)
中國鋁業中州分公司通過選礦脫硅提高鋁土礦鋁硅比,采用選礦-拜耳法生產氧化鋁,可以使能耗降低50%,生產成本降低20%,氧化鋁生產成本與傳統拜耳法基本持平。隨著氧化鋁工業的科技進步,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 各種氧化鋁生產方法適宜處理的鋁土礦的鋁硅比
氧化鋁生產方法
|
拜耳法
|
燒結法
|
聯合法
|
鋁硅比
|
>9
|
3~5
|
6~8
|
表2 國內外氧化鋁廠主要消耗指標比較(2003年)
指 標
|
國外氧化鋁廠
|
中國氧化鋁廠
|
|||||
美 洲
|
歐 洲
|
澳 洲
|
拜耳法
|
聯合法
|
燒結法
|
平 均
|
|
鋁土礦消耗/(t/t)
總能耗(以標煤計)/(kg/t)
燒堿消耗/(kg/t)
|
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
|