我國鋁土礦資源分布的情(qing)況(kuang)如下:
中國的鋁土礦(kuang)資(zi)源分布(bu)廣泛(fan),主要集中于華南(nan)、西南(nan)、西北和東北四大區(qu)域。其(qi)中,山(shan)西、貴州(zhou)、廣西和河南(nan)是中國鋁土礦(kuang)儲(chu)量最為豐富的省份。山(shan)西的鋁土礦(kuang)儲(chu)量居(ju)全國首位,占比達41%,其(qi)次是貴州(zhou)、廣西和河南(nan),儲(chu)量占比均(jun)在17%左右。
具體地(di)點包括(kuo)但不(bu)限于(yu)山西(xi)的(de)多個礦(kuang)區,如克俄、石(shi)公等地(di);河南省的(de)曹窯、馬行溝、賈(jia)溝等地(di)也有(you)大型鋁(lv)土礦(kuang)床;廣西(xi)桂(gui)林市(shi)的(de)鋁(lv)土礦(kuang)儲量尤為豐富。
儲量與品位:
截(jie)至2022年(nian)的數據顯示,中國鋁土礦的基(ji)礎儲(chu)量達到71113.74萬噸,并且(qie)儲(chu)量呈(cheng)增長態勢。
國內的(de)(de)鋁(lv)土礦品(pin)位各異,例如河南曹瑤(yao)鋁(lv)土礦區和賈家(jia)洼(wa)西(xi)段礦區的(de)(de)鋁(lv)土礦品(pin)位較高,Al2O3含量超過66%。
供需狀況:
盡管(guan)中國(guo)擁有一定的鋁土礦資源,但(dan)總體儲量在(zai)全球范圍內占(zhan)比不高,僅為3.13%左右。
隨著中國鋁(lv)工業的發展,國內(nei)鋁(lv)土(tu)礦供(gong)應無法完全滿足市(shi)場需求,因此對外依賴程(cheng)度較(jiao)高,需要進(jin)口大量鋁(lv)土(tu)礦來(lai)保(bao)障鋁(lv)冶(ye)煉行業的生產(chan)需求。
產量情況:
2021年,中國(guo)鋁土礦(kuang)產(chan)量(liang)(liang)大約為8500萬噸,不(bu)過(guo)產(chan)量(liang)(liang)存在波動,歷史(shi)上曾出現過(guo)下(xia)降趨勢。
鋁(lv)(lv)土礦提煉(lian)(lian)金屬鋁(lv)(lv)的(de)過程較為(wei)復雜(za),通常鋁(lv)(lv)土礦提煉(lian)(lian)鋁(lv)(lv)的(de)大致流程是:采(cai)礦→礦石(shi)預處理→氧化鋁(lv)(lv)提取→氧化鋁(lv)(lv)精(jing)煉(lian)(lian)→電解冶(ye)煉(lian)(lian)→鑄造(zao)。
工藝方面主要分為:拜耳法、燒結法、聯合法。
拜耳法
拜耳法是工業上最廣泛使用(yong)的(de)從鋁土(tu)礦中提取氧化鋁的(de)方法,尤其適(shi)用(yong)于處(chu)理含鋁量高且硅、鐵等雜質含量較(jiao)低的(de)鋁土(tu)礦。該方法的(de)基本流(liu)程如下:
1.溶出:鋁(lv)土礦被磨(mo)碎并與濃度約為(wei)150-250g/L的高溫(約95-140℃)氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)(na)溶液(即堿液)接(jie)觸,其中的主要成分鋁(lv)礦物(如三(san)水(shui)鋁(lv)石)與氫氧(yang)(yang)化(hua)鈉(na)(na)反應生成可(ke)溶性的鋁(lv)酸鈉(na)(na),而二氧(yang)(yang)化(hua)硅和氧(yang)(yang)化(hua)鐵等雜質不溶解(jie)。
2.沉(chen)降與分(fen)離:溶(rong)出后的漿(jiang)狀混合物經(jing)過(guo)冷卻和(he)沉(chen)降,使不溶(rong)的赤泥(主要為(wei)硅酸(suan)鹽和(he)鐵氧化物)與鋁(lv)酸(suan)鈉溶(rong)液(稱為(wei)母液)分(fen)離。
3.晶(jing)種分(fen)解:母(mu)液送(song)入分(fen)解槽,添(tian)加晶(jing)種氫氧化(hua)鋁促使溶液中(zhong)的鋁酸鈉析出為氫氧化(hua)鋁(γ-Al(OH)3)晶(jing)體,這一過程(cheng)也被稱為種子分(fen)解。
4.洗滌與(yu)焙燒:得到(dao)的氫氧化鋁經過洗滌去(qu)除附著的堿液,并在(zai)高溫下(約(yue)1200℃)煅燒轉化為氧化鋁(Al2O3)。
5.母液(ye)循環與回(hui)收:未反應完(wan)的(de)堿液(ye)可以循環回(hui)用于溶(rong)出新的(de)鋁(lv)土礦,從而節省資源。
燒結法
燒結法主(zhu)要(yao)用于處理含(han)硅量較高或者(zhe)含(han)鋁(lv)礦物種類復雜的(de)鋁(lv)土礦。其(qi)主(zhu)要(yao)步驟如下:
1.配料與預(yu)處理:鋁土礦與助(zhu)熔劑(如石(shi)灰(hui)石(shi))按比例混(hun)合(he)(he),經過粉碎、混(hun)合(he)(he)均勻。
2.燒結:混合(he)料在回(hui)轉窯或沸騰爐內進行高(gao)溫燒結(約1200-1300℃),在這個過程中,鋁礦物與助熔劑反應生(sheng)成鋁酸鈉,并與大部分雜質分離(li)。
3.溶(rong)出與(yu)澄(cheng)清(qing):燒結產(chan)物用水浸取,使(shi)鋁(lv)酸鈉(na)溶(rong)解,形成含有大量固(gu)體懸浮物的溶(rong)液,隨(sui)后(hou)通過澄(cheng)清(qing)、過濾等方(fang)式將鋁(lv)酸鈉(na)溶(rong)液與(yu)殘(can)余(yu)的赤泥分離。
4.后續處(chu)理:與拜耳法(fa)類似,鋁酸鈉溶(rong)液再(zai)經過一(yi)系列化(hua)學反應,如(ru)調整pH值、降(jiang)溫結晶等步驟,得(de)到(dao)氫氧(yang)化(hua)鋁,然后煅(duan)燒成為氧(yang)化(hua)鋁。
聯合法
聯合法是(shi)拜耳法與燒(shao)結法的結合應用(yong),目的是(shi)克(ke)服(fu)單一方法對于不同品位鋁土礦處理的局(ju)限(xian)性,以實現(xian)更高效(xiao)的資源(yuan)利用(yong)和(he)降低成本(ben)。具體形式可能有多種:
并聯(lian)法(fa):各自獨立運行的(de)拜(bai)耳(er)法(fa)和燒結(jie)法(fa)生產(chan)線,根據鋁(lv)土礦的(de)不同品位(wei)分別處(chu)理(li),其中拜(bai)耳(er)法(fa)處(chu)理(li)高品位(wei)礦石,燒結(jie)法(fa)則(ze)處(chu)理(li)低品位(wei)礦石。
混(hun)聯法(fa):在(zai)同一個(ge)工(gong)廠(chang)內(nei),鋁土礦先經(jing)過(guo)燒結(jie)法(fa)預(yu)處理,降低硅(gui)含量,然后(hou)再進入拜耳法(fa)流程(cheng)。或者(zhe)是通過(guo)不同工(gong)藝環節的交(jiao)叉互(hu)補,比如(ru)利用(yong)燒結(jie)法(fa)生產的副(fu)產品(如(ru)NaOH)來(lai)補充拜耳法(fa)流程(cheng)中的堿耗。
而我們結合鋁土(tu)礦(kuang)的特征及成品(pin)品(pin)質需求、環保政策、投資(zi)成本等多方考(kao)慮,對鋁土(tu)礦(kuang)進行物理分(fen)(fen)選或(huo)化學預處(chu)理,將有用礦(kuang)物與脈(mo)石礦(kuang)物及其(qi)他雜質分(fen)(fen)離,以(yi)提高氧化鋁品(pin)位。
鋁土礦(kuang)光電分(fen)選是一種利用(yong)礦(kuang)物光學性質差異(yi)進行分(fen)選的技術(shu),它是一種非(fei)傳統、環保(bao)且(qie)具有潛力(li)的礦(kuang)石分(fen)選方法。目(mu)前光電分(fen)選技術(shu)在(zai)許多礦(kuang)產資(zi)源領域有所應用(yong)。
光(guang)電分(fen)選的(de)基本原(yuan)理是基于(yu)不同礦(kuang)物對光(guang)的(de)吸收、反射、透射等光(guang)學性能的(de)差異,通過高精度(du)的(de)光(guang)學傳感器識(shi)別和區分(fen)礦(kuang)石顆粒,然后配合(he)高速(su)噴射氣(qi)流(liu)將不同的(de)礦(kuang)物顆粒分(fen)離出來。
對于鋁土礦而(er)言,通過光電分(fen)選提(ti)升品位,主要(yao)結合考慮以下幾(ji)點:
1.礦(kuang)(kuang)物光學(xue)性質差異(yi):鋁礦(kuang)(kuang)物(如三水鋁石、一水軟鋁石等)與(yu)脈(mo)石礦(kuang)(kuang)物(如石英、長石、高嶺(ling)石等)之間的(de)顏色、光澤、透明度(du)等方(fang)面的(de)差異(yi),運用人工智能分選機(ji)準確(que)識(shi)別和分離(li)。
2.設(she)(she)備研(yan)發:設(she)(she)計和開發能夠精確識別(bie)和高效分選(xuan)(xuan)鋁(lv)土礦顆粒的(de)光電分選(xuan)(xuan)設(she)(she)備,保(bao)證在快速傳輸過程中對微小光學差異的(de)敏感捕捉和精準(zhun)執行分選(xuan)(xuan)動作。
3.技(ji)術經(jing)濟性評估:光電分選(xuan)相對于(yu)傳(chuan)統(tong)物理(li)及化(hua)學分選(xuan)方(fang)法成(cheng)本更低,同時(shi)在提升原礦品位的(de)同時(shi)具(ju)備(bei)良好的(de)經(jing)濟效益。
而名德光(guang)電推出的(de)人工智(zhi)能(neng)(neng)分選機,在光(guang)學檢測(ce)技術和智(zhi)能(neng)(neng)算法(fa),能(neng)(neng)夠滿足以上幾點的(de)要求,同時設備(bei)在各種金(jin)屬、非金(jin)屬礦種有廣(guang)泛應用。
通過預(yu)分選方法,可以針(zhen)對性地(di)去除(chu)鋁土礦(kuang)中的(de)各類雜質(zhi)(zhi),提(ti)(ti)高(gao)氧(yang)化鋁的(de)品位,使之更(geng)適應后續(xu)的(de)冶煉工(gong)藝,如(ru)拜耳法、燒結法等,從而降低(di)企(qi)業(ye)生產成本,提(ti)(ti)高(gao)資源利用效率。同時,減少雜質(zhi)(zhi)對環境的(de)影(ying)響。