我國鋁土礦資源分布的情況如下:
中國的鋁土礦資源分布廣泛,主要集中于華南、西南、西北和東北四大區(qū)域。其中,山西、貴州、廣西和河南是中國鋁土礦儲量最為豐富的省份。山西的鋁土礦儲量居全國首位,占比達(dá)41%,其次是貴州、廣西和河南,儲量占比均在17%左右。
具體地點(diǎn)包括但不限于山西的多個(gè)礦區(qū),如克俄、石公等地;河南省的曹窯、馬行溝、賈溝等地也有大型鋁土礦床;廣西桂林市的鋁土礦儲量尤為豐富。
儲量與品位:
截至2022年的數(shù)據(jù)顯示,中國鋁土礦的基礎(chǔ)儲量達(dá)到71113.74萬噸,并且儲量呈增長態(tài)勢。
國內(nèi)的鋁土礦品位各異,例如河南曹瑤鋁土礦區(qū)和賈家洼西段礦區(qū)的鋁土礦品位較高,Al2O3含量超過66%。
供需狀況:
盡管中國擁有一定的鋁土礦資源,但總體儲量在全球范圍內(nèi)占比不高,僅為3.13%左右。
隨著中國鋁工業(yè)的發(fā)展,國內(nèi)鋁土礦供應(yīng)無法完全滿足市場需求,因此對外依賴程度較高,需要進(jìn)口大量鋁土礦來保障鋁冶煉行業(yè)的生產(chǎn)需求。
產(chǎn)量情況:
2021年,中國鋁土礦產(chǎn)量大約為8500萬噸,不過產(chǎn)量存在波動(dòng),歷史上曾出現(xiàn)過下降趨勢。
鋁土礦提煉金屬鋁的過程較為復(fù)雜,通常鋁土礦提煉鋁的大致流程是:采礦→礦石預(yù)處理→氧化鋁提取→氧化鋁精煉→電解冶煉→鑄造。
工藝方面主要分為:拜耳法、燒結(jié)法、聯(lián)合法。
拜耳法
拜耳法是工業(yè)上最廣泛使用的從鋁土礦中提取氧化鋁的方法,尤其適用于處理含鋁量高且硅、鐵等雜質(zhì)含量較低的鋁土礦。該方法的基本流程如下:
1.溶出:鋁土礦被磨碎并與濃度約為150-250g/L的高溫(約95-140℃)氫氧化鈉溶液(即堿液)接觸,其中的主要成分鋁礦物(如三水鋁石)與氫氧化鈉反應(yīng)生成可溶性的鋁酸鈉,而二氧化硅和氧化鐵等雜質(zhì)不溶解。
2.沉降與分離:溶出后的漿狀混合物經(jīng)過冷卻和沉降,使不溶的赤泥(主要為硅酸鹽和鐵氧化物)與鋁酸鈉溶液(稱為母液)分離。
3.晶種分解:母液送入分解槽,添加晶種氫氧化鋁促使溶液中的鋁酸鈉析出為氫氧化鋁(γ-Al(OH)3)晶體,這一過程也被稱為種子分解。
4.洗滌與焙燒:得到的氫氧化鋁經(jīng)過洗滌去除附著的堿液,并在高溫下(約1200℃)煅燒轉(zhuǎn)化為氧化鋁(Al2O3)。
5.母液循環(huán)與回收:未反應(yīng)完的堿液可以循環(huán)回用于溶出新的鋁土礦,從而節(jié)省資源。
燒結(jié)法
燒結(jié)法主要用于處理含硅量較高或者含鋁礦物種類復(fù)雜的鋁土礦。其主要步驟如下:
1.配料與預(yù)處理:鋁土礦與助熔劑(如石灰石)按比例混合,經(jīng)過粉碎、混合均勻。
2.燒結(jié):混合料在回轉(zhuǎn)窯或沸騰爐內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)(約1200-1300℃),在這個(gè)過程中,鋁礦物與助熔劑反應(yīng)生成鋁酸鈉,并與大部分雜質(zhì)分離。
3.溶出與澄清:燒結(jié)產(chǎn)物用水浸取,使鋁酸鈉溶解,形成含有大量固體懸浮物的溶液,隨后通過澄清、過濾等方式將鋁酸鈉溶液與殘余的赤泥分離。
4.后續(xù)處理:與拜耳法類似,鋁酸鈉溶液再經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng),如調(diào)整pH值、降溫結(jié)晶等步驟,得到氫氧化鋁,然后煅燒成為氧化鋁。
聯(lián)合法
聯(lián)合法是拜耳法與燒結(jié)法的結(jié)合應(yīng)用,目的是克服單一方法對于不同品位鋁土礦處理的局限性,以實(shí)現(xiàn)更高效的資源利用和降低成本。具體形式可能有多種:
并聯(lián)法:各自獨(dú)立運(yùn)行的拜耳法和燒結(jié)法生產(chǎn)線,根據(jù)鋁土礦的不同品位分別處理,其中拜耳法處理高品位礦石,燒結(jié)法則處理低品位礦石。
混聯(lián)法:在同一個(gè)工廠內(nèi),鋁土礦先經(jīng)過燒結(jié)法預(yù)處理,降低硅含量,然后再進(jìn)入拜耳法流程?;蛘呤峭ㄟ^不同工藝環(huán)節(jié)的交叉互補(bǔ),比如利用燒結(jié)法生產(chǎn)的副產(chǎn)品(如NaOH)來補(bǔ)充拜耳法流程中的堿耗。
而我們結(jié)合鋁土礦的特征及成品品質(zhì)需求、環(huán)保政策、投資成本等多方考慮,對鋁土礦進(jìn)行物理分選或化學(xué)預(yù)處理,將有用礦物與脈石礦物及其他雜質(zhì)分離,以提高氧化鋁品位。
鋁土礦光電分選是一種利用礦物光學(xué)性質(zhì)差異進(jìn)行分選的技術(shù),它是一種非傳統(tǒng)、環(huán)保且具有潛力的礦石分選方法。目前光電分選技術(shù)在許多礦產(chǎn)資源領(lǐng)域有所應(yīng)用。
光電分選的基本原理是基于不同礦物對光的吸收、反射、透射等光學(xué)性能的差異,通過高精度的光學(xué)傳感器識別和區(qū)分礦石顆粒,然后配合高速噴射氣流將不同的礦物顆粒分離出來。
對于鋁土礦而言,通過光電分選提升品位,主要結(jié)合考慮以下幾點(diǎn):
1.礦物光學(xué)性質(zhì)差異:鋁礦物(如三水鋁石、一水軟鋁石等)與脈石礦物(如石英、長石、高嶺石等)之間的顏色、光澤、透明度等方面的差異,運(yùn)用人工智能分選機(jī)準(zhǔn)確識別和分離。
2.設(shè)備研發(fā):設(shè)計(jì)和開發(fā)能夠精確識別和高效分選鋁土礦顆粒的光電分選設(shè)備,保證在快速傳輸過程中對微小光學(xué)差異的敏感捕捉和精準(zhǔn)執(zhí)行分選動(dòng)作。
3.技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估:光電分選相對于傳統(tǒng)物理及化學(xué)分選方法成本更低,同時(shí)在提升原礦品位的同時(shí)具備良好的經(jīng)濟(jì)效益。
而名德光電推出的人工智能分選機(jī),在光學(xué)檢測技術(shù)和智能算法,能夠滿足以上幾點(diǎn)的要求,同時(shí)設(shè)備在各種金屬、非金屬礦種有廣泛應(yīng)用。
通過預(yù)分選方法,可以針對性地去除鋁土礦中的各類雜質(zhì),提高氧化鋁的品位,使之更適應(yīng)后續(xù)的冶煉工藝,如拜耳法、燒結(jié)法等,從而降低企業(yè)生產(chǎn)成本,提高資源利用效率。同時(shí),減少雜質(zhì)對環(huán)境的影響。