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41%,其次是貴州、廣西和河南,儲量占比均在17%左右。
具體地點包括但不限于山西的多個礦區,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年的數據顯示,中國鋁土礦的基礎儲量達到71113.74萬噸,并且儲量呈增長態勢。
國內的鋁土礦品位各異,例如河南曹瑤鋁土礦區和賈家洼西段礦區的鋁土礦品位較高,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占比不高,僅為3.13%左右。
隨著中國鋁工業的發展,國內鋁土礦供應無法完全滿足市場需求,因此對外依賴程度較高,需要進口大量鋁土礦來保障鋁冶煉行業的生產需求。
產量情況:
2021年,中國鋁土礦產量大約為8500萬噸,不過產量存在波動,歷史上曾出現過下降趨勢。
鋁土礦提煉金屬鋁的過程較為復雜,通常鋁土礦提煉鋁的大致流程是:采礦→礦石預處理→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、燒結法、聯合法。
拜耳法
拜耳法是工業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)與氫氧化鈉反應生成可溶性的鋁酸鈉,而二氧化硅和氧化鐵等雜質不溶解。
2.沉降與分離:溶出后的漿狀混合物經過冷卻和沉降,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:得到的氫氧化鋁經過洗滌去除附著的堿液,并在高溫下(約1200℃)煅燒轉化為氧化鋁(Al2O3)。
5.母液循環與回收:未反應完的堿液可以循環回用于溶出新的鋁土礦,從而節省資源。
燒結法
燒結法主要用于處理含硅量較高或者含鋁礦物種類復雜的鋁土礦。其主要步驟如下:
1.配料與預處理:鋁土礦與助熔劑(如石灰石)按比例混合,經過粉碎、混合均勻。
2.燒結:混合料在回轉窯或沸騰爐內進行高溫燒結(約1200-1300℃),在這個過程中,鋁礦物與助熔劑反應生成鋁酸鈉,并與大部分雜質分離。
3.溶出與澄清:燒結產物用水浸取,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.后續處理:與拜耳法類似,鋁酸鈉溶液再經過一系列化學反應,如調整pH值、降溫結晶等步驟,得到氫氧化鋁,然后煅燒成為氧化鋁。
聯合法
聯合法是拜耳法與燒結法的結合應用,目的是克服單一方法對于不同品位鋁土礦處理的局限性,以實現更高效的資源利用和降低成本。具體形式可能有多種:
并聯法:各自獨立運行的拜耳法和燒結法生產線,根據鋁土礦的不同品位分別處理,其中拜耳法處理高品位礦石,燒結法則處理低品位礦石。
混聯法:在同一個工廠內,鋁土礦先經過燒結法預處理,降低硅含量,然后再進入拜耳法流程。或者是通過不同工藝環節的交叉互補,比如利用燒結法生產的副產品(如NaOH)來補充拜耳法流程中的堿耗。
而我們結合鋁土礦的特征及成品品質需求、環保政策、投資成本等多方考慮,對鋁土礦進行物理分選或化學預處理,將有用礦物與脈石礦物及其他雜質分離,以提高氧化鋁品位。
鋁土礦光電分選是一種利用礦物光學性質差異進行分選的技術,它是一種非傳統、環保且具有潛力的礦石分選方法。目前光電分選技術在許多礦產資源領域有所應用。
光電分選的基本原理是基于不同礦物對光的吸收、反射、透射等光學性能的差異,通過高精度的光學傳感器識別和區分礦石顆粒,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,主要結合考慮以下幾點:
1.礦物光學性質差異: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,運用人工智能分選機準確識別和分離。
2.設備研發:設計和開發能夠精確識別和高效分選鋁土礦顆粒的光電分選設備,保證在快速傳輸過程中對微小光學差異的敏感捕捉和精準執行分選動作。
3.技術經濟性評估:光電分選相對于傳統物理及化學分選方法成本更低,同時在提升原礦品位的同時具備良好的經濟效益。
而名德光電推出的人工智能分選機,在光學檢測技術和智能算法,能夠滿足以上幾點的要求,同時設備在各種金屬、非金屬礦種有廣泛應用。
通過預分選方法,可以針對性地去除鋁土礦中的各類雜質,提高氧化鋁的品位,使之更適應后續的冶煉工藝,如拜耳法、燒結法等,從而降低企業生產成本,提高資源利用效率。同時,減少雜質對環境的影響。