中国铝土矿及氧化铝生产.ppt

中国铝土矿资源及氧化铝生产概述 报告人 蒋周青时间 2013 6 18 目录 一 世界铝土矿资源概述 铝土矿是指工业上能利用的 以三水铝石 一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石统称 全世界约92 的铝土矿用于生产金属铝 其余8 用作耐火材料 研磨材料 陶瓷及化工原料等 世界铝土矿床在地理上有明显的分带性 占世界总储量86 的红土型铝土矿矿床分布在南 北纬30 线间热带亚热带地区内 矿石多由三水铝石组成 占世界总储量13 的岩溶型铝土矿矿床和占世界总储量1 的齐赫文 沉积 型铝土矿矿床 均分布在北纬30 60 线间温带地区 这些矿石多由一水硬铝石组成 世界铝土矿资源相当丰富 据美国地质调查局 USGS 2012统计数据 世界铝土矿资源探明储量290亿吨 以三水铝石型及三水铝石 一水软铝石混合型为主 占世界总储量90 以上 矿石质量好 以高铁 低硅 高铝硅比为特点 是铝土矿易采易溶的优质原料 适用于流程简单 能耗低的拜耳法生产氧化铝 图1世界铝土矿资源分布图 中国储量8 3亿吨 占世界总储量的3 2012年世界铝土矿总产量为2 6亿吨 相比于2011年增加了1 6 主要铝土矿产量国为澳大利亚 巴西 中国 几内亚 印度 牙买加及印度尼西亚 七国占世界总产量的89 0 以2012年铝土矿产量来算 现有全球铝土矿资源可以保证世界未来100年的工业需求 图22012年世界主要铝土矿产量国产量与储量对比图 美国 表1我国铝土矿产量及进口量 万吨 铝土矿进口来源国主要是印尼 印度及澳大利亚三国 2008年三国铝土矿进口量占99 92 其中印尼66 92 印度14 13 澳大利亚18 87 二 我国氧化铝产业现状 中国是世界上最大的精炼铝生产国和消费国 2001 2007年 我国氧化铝产量年增长率为32 5 左右 与此同时 电解铝产量年增长率为24 到2010年中国铝产量占世界总量的30 而且仍然处在高速增长的状态中 中国铝业公司 2010 表2中国氧化铝供需状况 万吨 相对于迅速扩张的氧化铝产能 我国氧化铝矿资源却相对匮乏 资源静态保证年限仅有15年左右 这就导致国内氧化铝企业对铝土矿资源进口产生较大依赖 矿产品质下降 资源短缺 对进口铝土矿依赖性大等问题已经十分凸显 同时新建成产能呈现 向资源丰富的西部地区转移 低铝硅比铝土资源所占比例增加 串联法得到应用及高铝粉煤灰提取氧化铝实现产业化等特点 三 氧化铝的生产方法 工业上对氧化铝加工技术的选择 很大程度取决于氧化铝在矿物中的存在形态和有害杂质的含量 三水铝石属于单斜晶系 一水软铝石与一水硬铝石都属于斜方晶系 其各自晶体结构具有较大差异 不同类型的铝土矿溶出性能相差很大 三水铝石型铝土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出 一水软铝石型次之 而一水硬铝石的溶出最难 利用铝土矿生产氧化铝的方法大致可以分为四类 即碱法 酸法 酸碱联合法和热法 目前用于工业生产的几乎全属于碱法 碱法生产氧化铝是用碱 NaOH或Na2CO3 来处理铝土矿的方法 通过一定工艺过程使矿石中不溶的氧化铝转变成可溶的偏铝酸钠溶液 其又分为拜耳法 烧结法和拜耳 烧结联合法等多种流程 图3碱法生产氧化铝基本过程 其他方法 酸法 用无机酸来处理铝土矿而得到相应铝盐的酸性水溶液 再通过蒸发或水解结晶的方式从溶液中析出铝盐或氢氧化铝 酸碱联合法 先用酸法从高硅铝土矿中制取含铁 钛等杂质的不纯氢氧化铝 然后再用碱法处理 其实质是用酸法除硅 碱法除铁 热法 用于处理高硅高铁铝矿 在电炉或高炉内进行矿石的还原熔炼 同时获得硅铁合金 或生铁 与含氧化铝的炉渣 二者借密度差分开后 再用碱法从炉渣中提取氧化铝 四 潜在氧化铝资源分析 虽然我国的优质铝土矿比较缺乏 但是拥有储量巨大的可供开发的含铝资源 如霞石正长岩 高铝煤矸石 高铝粉煤灰等 将这些非传统铝土矿中的氧化铝资源充分利用起来 会大大的减轻我国氧化铝工业原料来源的压力 同时又可实现国家提出的 循环经济 资源综合利用 的方针政策 霞石正长岩是一类浅色侵入岩 我国霞石资源分布广泛 资源储量巨大 Al2O3含量在23 左右 SiO2含量在40 72 K2O Na2O含量为14 20 在生产氧化铝的同时附产钾 钠盐和水泥 可获得很好的经济效益 利用霞石生产氧化铝的方法主要分为烧结法和高压水化学法 目前 世界上真正利用霞石规模化生产氧化铝的只有俄罗斯的石灰石烧结法工艺 表3阿钦斯克霞石矿烧结法生产氧化铝主要工艺技术指标 近些年 对从高铝粉煤灰中提取氧化铝的研究十分热烈 目前大唐集团托克托电厂已经成功实现从高铝粉煤灰中提取氧化铝的工业生产 其核心思路是利用预脱硅 碱石灰烧结法来生产铝硅钛合金 目前从高铝粉煤灰或高铝煤矸石中提取氧化铝的方法还有 酸溶法 高温条件 氟化铵助剂法 直接碱石灰烧结法 改良碱石灰烧结法 石灰石烧结法 两步碱溶法等 存在不足 1 非传统铝资源提氧化铝的能量消耗过大 以每生产1吨氧化铝计 烧结法处理霞石需要能耗64 89GJ 改进碱石灰烧结法处理高铝煤矸石需要能耗38 3GJ 而碱溶法处理高铝粉煤灰石需要能耗76 2GJ 远高于目前氧化铝工业每吨平均能耗16 58GJ 2 非传统铝资源在提取氧化铝过程中会生产出大量的尾渣需要处理 为了达到清洁循环生产的目的 周围需要配套相应规模的后续处理工序和产品市场 这给企业造成较大压力 3 在氧化铝的溶出过程中还普遍存在工艺复杂 溶出率不高等技术问题