我国铝行业技术现状

我国铝行业技术现状

一、国内外铝工业技术现状及发展趋势

1、铝矿资源及氧化铝生产技术：

世界铝土矿资源极其丰富，2003年世界铝土矿探明储量230亿吨，基础储量为320亿吨，资源量约为550亿-750亿吨，90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的优质三水铝石矿，少量的低品位铝土矿可以通过简单的洗矿工艺后获得高品位三水铝石矿，静态保证年限在200年以上。

基于三水铝石铝土矿的良好溶出性能，国外氧化铝厂大部分采用拜耳法间接加热强化溶出技术生产氧化铝，流程简单，生产能耗低。三水铝石型铝土矿通常采用低温溶出，对于三水铝石和一水软铝石混合型铝土矿则主要采用间接加热的强化溶出技术，管道化溶出是强化溶出的发展方向。

国外冶金级氧化铝产品质量较高，绝大部分是砂状氧化铝，砂状氧化铝生产技术以法铝一段法、美铝和瑞铝的二段法为代表。氧化铝焙烧大部分采用流态化焙烧技术。母液蒸发采用降膜蒸发技术。

近年来，国外氧化铝生产企业在设备的大型化和高效化方面进展很大，且在各个生产工序使用添加剂，以强化生产能力。高效沉降槽、立式叶滤机、平盘过滤机、悬浮焙烧炉、降膜蒸发器、流态化燃烧锅炉等先进高效设备的采用，取得了非常显著提产和节能降耗效果。

2003年，美国和澳大利亚政府、美铝、加铝等四大主要跨国铝业公司以及学术团体和工业协会共同制订了未来20年（到2020年）氧化铝技术的发展规划。列出了2020年氧化铝工业战略目标（包括：能量效率、安全、环境绩效、可持续性发展、产品的质量和性能满足客户期望等方面），提出了6个主要研究方向和12项优先研发需求。6个主要研究方向是：1、拜耳法工艺化学和可替代工艺；2、资源利用；3、能量效率；4、工序和知识管理；5、残渣处理和再利用；6、人员安全。12项优先研发需求是：1、提高分解率的方法；2、铝土矿残渣的有效处理；3、一水铝石型铝土矿的形态转化；4、铝土矿或其他含铝原料的直接还原；5、全自动或改善控制策略；

6、铝土矿选矿和去除杂质；

7、从拜耳法溶液中去除杂质；

8、工艺管理和最佳操作

标准；9、大幅度降低碱耗；10、结疤的预防和处理；11、氧化铝厂“三废”处理；

12、余热利用。

我国铝土矿与国外相比，经济可利用的基础储备量少，推断的资源量多，探明的资源量少；贫矿多，富矿少，尤为突出的是矿石质量的差别。国外90%以上的铝土矿为高铝、低硅、高铁、易溶出的三水软铝石。我国除占矿石储量的1.54%为三水软铝石之外，其余全部都是高铝、高硅、低铁、难溶的一水硬铝石。除广西铝土矿铝硅比在10以上，其他地区矿石铝硅比都比较低，铝硅比大于10的仅占3.9%，铝硅比在7-10之间的在26.1%，铝硅比在4-7之间的占59.5%，铝硅比在4以下的占7.5%，平均铝硅比为5.56，属于中低品位矿[*1]。

到2005年6月底，公司拥有铝土矿资源4.75亿吨，其中采矿权3.32亿吨，探矿权1.43亿吨，此外，还有联办矿25个以上，控制储量4822万吨。

我国氧化铝持续快速发展，近几年来我国氧化铝产量见表1。优质铝土矿资源的消耗量大幅增加，国内资源保障程度明显下降，资源保障程度已成为影响我国氧化铝工业可持续发展的主要问题。按照生产1吨铝土矿需要1.5吨储量，生产1吨氧化铝需要2吨铝土矿，以2005年产量计算，现有已探明经济可供储量静态保证年限约32.9年，按照2010年氧化铝产量1400万吨、需要矿石2800万吨计算，静态保证年限约20年。铝土矿资源的持续稳定供应和保障以及可经济利用的高品位铝土矿资源受到严峻挑战，优质铝土矿资源的短缺问题将长期存在。

表1 我国氧化铝产量

由于我国铝土矿资源不足，为确保我国氧化铝工业的可持续发展，开发和综合利用可替代资源生产氧化铝技术也具有重要意义。这些可替代资源主要包括：每年排放总量超过1.0亿吨的粉煤灰、我国广西贵港、横县、宾阳等地储量数亿吨的高铁低铝型三水铝石矿以及其它在我国新疆、河南、四川等地较丰富的明矾石、霞石、红柱石等含铝资源。

由于我国铝土矿资源中80％以上为铝硅比4－8的中低品位一水硬铝石型矿石，处理这种资源成功的关键在于通过选矿方法提高铝土矿的铝硅比，然后采用经济的拜

耳法工艺生产氧化铝。

针对中低品位铝土矿，我国率先开发了铝土矿正浮选和反浮选脱硅技术、工艺，水平达到国际领先，成功解决了我国低品位铝土矿的选矿技术难题，抢占了世界中低品位铝土矿选矿技术的制高点。在中州建立了“铝土矿选矿－拜耳法生产氧化铝”示范工程。

正对品位非常低的铝土矿生物冶金技术仍然处于探索性研究阶段，初步筛选出具有高效脱硅、除铁、脱硫效果的一系列功能微生物菌种。

近十年来，特别是“十五”期间，我国氧化铝工业的技术和装备水平取得了显著进步，氧化铝生产主要工序通过引进、消化吸收和再创新实现了设备大型化、国产化和控制自动化。拜耳法间接加热强化溶出技术和氧化铝的流态化焙烧技术已在生产中得到了广泛的应用；针对我国中低品位铝土矿开发出了选矿-拜耳法生产氧化铝技术和石灰拜耳法生产氧化铝技术，并实现了产业化，为我国中低品位铝土矿直接采用拜耳法生产提供了通道；已开发出砂状氧化铝生产技术，使我国氧化铝产品质量不断提高；赤泥的分离和洗涤系统分别引进了Φ（42～46）×6m大型沉降槽和Φ12～20m深锥沉降槽，大大提高了赤泥的分离和洗涤效率；叶滤系统拥有世界先进水平的大型立式叶滤机；4500m3的大型机械搅拌平底分解槽已在分解系统中使用；多效降膜蒸发技术的应用降低了母液蒸发的汽耗，拜耳法生产系统的技术水平得到了进一步提高。近年开发的生料浆自动配料技术、富矿强化烧结法和连续碳分生产砂状氧化铝等技术以及熟料窑自动看火技术的推广，使烧结法生产的工艺技术水平又上了一个台阶。

由于生产工艺的进步和装备水平的提高，中国铝业公司氧化铝生产的各项技术经

济指标逐渐改善，综合能耗从2000年的35.43GJ/t-Al

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下降到2005年的

28.83GJ/t-Al

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，具体情况见图1，下降幅度为18.7%。碱耗已降低到73.78kg/t-Al

2

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3

，

氧化铝总回收率达到88.29%。