铝矿石成分对氧化铝生产的影响

铝矿石成分对氧化铝生产的影响

1.山西分公司铝土矿资源概况

我国铝土矿资源较为丰富，主要集中在山西、河南、贵州、广西四省，总储量23.4亿吨，其中山西省储量为9.89亿吨，占总储量的42%。截至2005年上半年，山西分公司已取得采矿权的铝土矿区10个，保有资源量7029万吨，其中：A/S 8以上高品位矿1248万吨(占17.76％)；A/S 6.5－8的中等品位矿石2253万吨(占32.05％)；A/S 6.5以下低品位矿3528万吨(占50.19％)，高品位铝矿石较少，主要为中低品位的铝土矿，山西分公司2007年计划供矿：老系统拜耳法

A/S≥9.0，AO≥67%，烧结法A/S6.5±0.3，AO≥62%，新系统A/S7.0±0.3 ，AO≥65%。

近年来，我国氧化铝企业为提高产量，降低成本，尽量提高供矿品位，而我国80%以上的铝土矿为中低品位，平均铝硅比仅为5.56，随着高品位铝土矿储量日渐减少，供矿品位不得不下降，结果引起产量减少，碱耗和矿耗指标明显升高，导致成本升高。因此，需要合理选择供矿品位，深入研究不同铝土矿的性质特点及杂质对氧化铝生产的影响，最大程度地发挥不同品位铝土矿生产氧化铝的效益，有效利用有限的铝土矿资源，成为山西分公司氧化铝生产企业的迫切任务。

2.山西铝土矿化学成分及矿物组成

铝土矿是一种组成复杂，化学成分变化很大的矿石。铝土矿的化

学成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3、TiO2、H2O，次要成分有S、CaO、MgO、K2O、Na2O、CO2、有机质等，微量成分有Ga、Ge、Nb、Ta、TR、Co、Zr、V、P、Cr、Ni等，铝土矿的化学组成及矿物组成取决于铝土矿矿床的成因，根据铝土矿的成因主要有红土型铝土矿和沉积型铝土矿两大类。红土型铝土矿是最主要的铝土矿矿床，约占铝土矿总储量的92%，以三水铝石为主。沉积型铝土矿约占铝土矿总储量的8%，以一水硬铝石为主，山西铝土矿属一水硬铝石型，总体特征是高铝、高硅、低硫低铁、中低铝硅比，矿石质量差，加工难度大。

2006年山西分公司140万吨拜耳法实际供矿石化学成分平均为：

A L2O3

Si

O2

Fe

2O3

Ti

O2

Ca

O

A/

S

6 9.6

7.

3.

3.

3

1.

9.

94

AL2O3含量波动范围在65~72%之间，SiO2波动范围在6.0~7.5%之间，Fe2O3含量在2~4%，TiO2含量在3%左右。矿石A/S11月份最低，为8.94，8月份最高，为10.26，波动范围高达1.32。主要的矿物组成为：一水硬铝石，高岭石，锐钛矿，赤铁矿，方解石，石英。

2006年矿物组成含量平均为：

一水硬铝石

高

岭石

锐

钛矿

石

英

方

解石

赤

铁矿

76.214

.2

3.

2

1.1 1.1

5

2.

9

2006年80万吨拜耳法矿石平均化学成份为：

A L2O3

Si

O2

Fe

2O3

Ti

O2

Ca

O

A/

S

6 6.8

8.

9

3.

5

3.

1.

5

7.

50

AL2O3含量波动范围在65~68%之间，SiO2波动范围在7.5~10%之间，Fe2O3含量在2~4%，TiO2含量在2.5~3%左右。

主要的矿物组成为：一水硬铝石，高岭石，锐钛矿，赤铁矿，方解石，石英。

矿物组成含量平均为：

一水硬铝石

高

岭石

锐

钛矿

石

英

赤

铁矿

72.617.

2

3.

1.2 3.5

郑州轻研院2006年为80万吨石灰拜耳法矿石所做的物相组成为：

一水硬铝石

高

岭石

伊

利石

锐

钛矿

石

英

赤

铁矿

金

红石

方

解石

72.711.

3

4.

7

2.

5

2

.0

3.

2

0.

5

0.5

从以上矿石物相组成来看，山西矿的主要物相为一水硬铝石和高

岭石，两者含量之和超过90%，其余矿物含量较少，杂质硅主要以高岭石形态存在，矿物组成较为单一，但郑州轻研院分析中有少量伊利石存在。

3.铝土矿类型决定氧化铝的生产方法

氧化铝生产过程就是从铝矿石中提取氧化铝使之与杂质分离的过程。自然界中的铝矿石类型很多，同一类型的铝土矿中各种杂质的含量各有差异。为了最经济地生产氧化铝，不同的铝矿需采用不同的生产方法。

拜耳法只适宜处理高铝硅比矿石，处理低铝硅比铝土矿是不经济的，这是由于矿石中的SiO2在溶出时转变为含水铝硅酸钠，需要消耗昂贵的苛性碱。

低品位铝矿石适宜采用碱—石灰烧结法，这时矿石的SiO2主要转变为原硅酸钙，而且使用和消耗的是廉价的碳酸钠。特别是我国一水硬铝石型铝硅比低于4的矿石，采用烧结法生产更为有利。碱—石灰烧结法虽可以处理低铝硅比铝土矿，但能耗高，产品质量差。

混联法可以兼有拜耳法和烧结法的优点，有利于充分利用我国中低品位矿石资源，但其工艺流程复杂，能耗较高。

4.铝土矿中成分及形态对氧化铝生产的影响

4.1矿石粒度的影响

孝义矿在常规的破碎方式下，具有一定的选择性解理特性，其中