中國鋁土礦資源的特點決定了氧化鋁生產技術不能以傳統的拜耳法技術為主,必須另辟蹊徑,研究開發處理中低品位一水硬鋁石型鋁土礦的新流程、新工藝。這種新工藝主要有選礦拜耳法、石灰拜耳法和串聯聯合法。
選礦拜耳法。中國自20世紀70年代初,開始研究鋁土礦浮選脫硅技術,1999年首次在長城鋁業公司完成浮選法脫硅工業試驗和選精礦拜耳法生產氧化鋁的工業試驗。2004年,中國鋁業中州分公司順利實現了選礦拜耳法的產業化生產。
在鋁土礦品位等同時,與混聯法相比,選礦拜耳法的建設投資約省17%,生產成本下降約10%,能耗減少約50%,各項主要生產消耗指標大體與拜耳法生產企業的相當。選礦拜耳法的成功應用,為充分有效利用中低品位一水硬鋁石型鋁土礦找到了一條技術可靠、經濟合理的新型工藝路線。
石灰拜耳法。此法的基本原理就是在拜耳法溶出過程中,添加較常規拜耳法適當過量的石灰,使溶出過程中的產物由含堿的水合硅酸鈉(鈉硅渣)大部分轉化成不含堿的水合鋁硅酸鈣,以大幅度地降低化學堿耗,得到最佳的經濟效益。
串聯聯合法。串聯法中的燒結法只處理拜耳法赤泥。該技術可使聯合法中的燒結法部分比例趨于最小,降低能耗。此法的主要優點是先以簡單的拜耳法處理礦石,最大限度地提取礦石中的氧化鋁,然后再用燒結法回收拜耳法赤泥中的Al2O3和Na2O。因此,具有綜合能耗低,Al2O3的總回收率高,堿耗低與成本較低的特點。
從“七五”規劃開始,中國氧化鋁工業界和學術界對一水硬鋁石型鋁土礦的間接加熱強化溶出技術,從基礎理論到新技術開發和引進技術的消化吸收方面進行了系統研究,開發出了具有中國特色的多種局部強化節能新技術,如拜耳法間接加熱強化溶出技術,強化燒結法技術,高濃度分解及砂狀氧化鋁生產技術,氫氧化鋁懸浮焙燒技術。
拜耳法間接加熱強化溶出技術,對鋁土礦漿施加間接加熱的預熱方式是拜耳法氧化鋁生產節能措施之一。目前共有3種間接加熱強化溶出技術在中國得到應用,它們分別是管道預熱-停留罐溶出技術、管道化預加熱-壓煮器溶出技術和雙流法溶出新技術。它們為中國氧化鋁工業的節能降耗做出了突出貢獻。
強化燒結法技術。楊重愚教授提出了兩組分兩段燒結法新工藝,突破了傳統燒結法不能處理高鋁硅比原料以及傳統燒結法配料條件嚴格、生料漿調配工藝復雜的限制,為富礦強化燒結法的形成奠定了基礎。采用此技術可以大幅度提高燒結法產量,在一定程度上緩解了國內氧化鋁短缺局面。
高濃度分解及砂狀氧化鋁生產工藝技術。為提高產量和降低成本,國內各個氧化鋁廠均實現了高濃度種子分解工藝。某廠的混聯法拜耳工藝精液濃度由1993年的Nk=141.7g/l,w(Al2O3)=139.63g/l提高到2001年的Nk=158.29g/l,w(Al2O3)=161.05g/l。濃度提高后,分解過程的產出率得到提高,同時蒸發強度和能耗也相應減少。
中國氧化鋁工業依靠自己的力量,成功地開發出一水硬鋁石鋁土礦砂狀氧化鋁生產技術,對我國氧化鋁工業的可持續發展有著重要意義。
氫氧化鋁懸浮焙燒技術。此法在中國氧化鋁廠得到普遍應用,該法具有諸多優點,如熱耗低、投資少、產品品質高、占地面積小、裝備壽命長、對環境友好等。
降膜蒸發技術。中國開發的降膜蒸發技術具有氣耗低、產量高、維修工作量小和檢測控制水平高等優點,在中國,板式及管式降膜蒸發技術都得到廣泛應用。
提高設備大型化、高效化和自動化水平是氧化鋁工業進一步優化技術經濟指標的必要手段,中國在這些方面處于世界先進水平。高效赤泥沉降裝備及技術、大型液固過濾分離設備及技術、大型平底MIG攪拌分解槽、生產過程的自動化控制技術等在中國氧化鋁工業都得到廣泛應用。中國已經成為初級氧化鋁工業強國。
(關鍵字:氧化鋁 氧化鋁工業技術)