“重庆脱硫铝土矿选矿脱硅工业试验”顺利完成 铝业或迎春天


来源:国土资源部

标签 脱硫 铝土
www.188betkr.com 5月13日讯3月18日至4月12日,随着中国地质科学院矿产综合利用研究所(以下简称成都综合所)在中国铝业重庆分公司选矿车间顺利完成“重庆脱硫铝土矿选矿脱硅工业试验”并获得良好技术指标,我国铝工业发展的春天悄然来临。

  原料铝硅比4.62,铝精矿铝硅比8.64,三氧化二铝作业回收率83.87%;尾矿铝硅比1.57,三氧化二铝作业回收率16.13%……在工业试验现场,得到这样一组漂亮的数据后,成都综合所所长刘亚川、副所长陈炳炎、项目组具体负责人闫武和中铝重庆分公司负责人激动地拥抱在一起:“我们终于成功了!”

  3年多持续攻关的艰辛瞬间被激动的泪水所掩藏。而该项目对我国铝工业发展所产生的深远影响却正在释放扩大。正如刘亚川所言:这将从根本上解决我国数亿吨中低品位铝土矿的工业利用问题,减少我国铝土矿的对外依存度,为掌握我国铝工业发展的主动权奠定了坚实的资源基础。

资源虽多难利用 对外依存度居高

  如果只是简单地以资源量来衡量的话,我国铝土矿资源还是比较丰富的。华北地台、扬子地台、华南褶皱系及东南沿海四个成矿区都具有较好的铝土矿成矿条件,尤以晋中-晋北、豫西-晋南、黔北-黔中3个成矿带成矿条件较好,资源远景诱人;桂西-滇东、川南-黔北等成矿带也有一定远景。有关部门根据已有地质条件和成矿条件分析,我国铝土矿资源总量预计可达50亿吨。

  据国土资源部公布的资料显示,截至2010年底,全国铝土矿累计查明的资源储量为37.5亿吨,基础储量约为8.97亿吨。近3年多来,在找矿突破战略行动实施过程中,我国进一步加大了铝土矿的勘查力度,随着贵州务正道等一批新的大中型铝土矿的发现和探明,我国累计查明的铝土矿资源量继续稳步增加。

  尽管我国铝土矿资源相对丰富,但多数为中低品位难利用矿石。据了解,我国铝土矿石多数为一水硬铝石型低铝硅比的中品位矿石。

  “矿石为一水型硬铝石,且铝硅比(Al/Si)大于8的矿石量比率低,这种矿石不能直接使用拜耳法生产氧化铝,必须使用特殊的选矿工艺才能获得符合生产氧化铝的高品位矿石,导致了国内氧化铝生产成本大大高于国外产品。”刘亚川分析说,为了进一步降低氧化铝生产成本,提高国际竞争力,国内多家氧化铝生产企业开始进口铝土矿,使用拜耳法进行生产。

  一方面,我国的铝土矿品位低、难利用,同等条件下不具有优势;另一方面,我国又是世界氧化铝生产第二大国,铝土矿资源需求大幅增长,这必然导致我国铝土矿对外依存度不断攀升。实际数据也印证了这一尴尬事实。据《2012年中国矿产资源报告》显示,近年来我国铝土矿进口量呈连续快速增长之势,对外依存度逐年提高,2011年我国铝资源对外依存度甚至高达61.5%。这样一来,我国的铝工业发展必将受制于人。

  “要想把我国铝工业的饭碗端在自己手里,就必须加强铝土矿综合利用,真正解决中低品位难利用铝土矿的工业利用问题,不仅要技术上可行,更要经济上合理,使其与从国外进口的铝土矿相比具有一定的竞争优势。”刘亚川说。

持续攻关不畏难 药剂突破是关键

  实际上,针对中低品位铝土矿的利用,国内已研究多年,也取得了不少成果,但不是技术上不过关,就是经济上不合理,这些成果并没有实现工业化。

  在找矿突破战略行动启动后,作为国家公益性地调队伍,在钒钛磁铁矿综合利用领域多次取得突破的成都综合所,把拓宽矿产资源综合利用研究领域作为“开源”的主要抓手,紧密围绕地调科研中心工作,发挥自身优势和特长,围绕国家紧缺矿种,开展有针对性的研究和攻关,并把“难利用铁矿资源开发利用技术”、“难利用铜多金属矿资源开发利用技术”、“难利用铝土矿资源开发利用技术”、“稀有稀散稀土金属矿综合利用技术”、“中低品位难选磷矿高效选矿技术”作为主攻的五大矿种。

  重庆铝土矿作为我国中低品位铝土矿的代表,其矿床类型属沉积型一水硬铝石型铝土矿,矿石以致密隐晶质-胶状结构为主,组成矿物结晶差,粒度微细。同时,矿物混杂嵌布,含硅杂质矿物形态复杂,矿石性质差,属于极难选矿石。国内多家单位对该地区铝土矿进行了选矿研究,其选矿精矿铝硅比低,三氧化二铝回收率不高,选矿脱硅的指标结果不理想。

  2010年初,在中国地质调查局的支持下,成都综合所与中铝重庆分公司正式签订协议,开始合作进行“难利用铝土矿资源开发利用技术”研究。3年多来,该所以难利用的重庆地区中低品位铝土矿为研究对象,通过矿石工艺矿物学研究、选矿试验研究、冶金试验研究,根据中低品位铝土矿石特点,以新药剂、新工艺研究为重点,通过技术创新,在难利用铝土矿方面进行了持续研究。

  “之所以选择重庆铝土矿,基于三方面的考虑。”刘亚川介绍说,一是因为该铝土矿属于极难选矿石,在国内具有代表意义;二是重庆市委、市政府提出要打造"千亿元铝产业链",急需通过解决重庆铝土矿难利用问题来提高资源保障能力;三是中铝重庆分公司急需通过对重庆中低品位铝土矿的综合利用,来降低成本,提高经济效益。

  项目确定后,该所选派精兵强将,指派年轻有为的“70后”副研究员闫武具体负责该项目。闫武与项目组工作人员一起,通过对重庆地区中低品位铝土矿进行研究分析后认为,该地区的铝土矿含硫含硅高,脱硅十分困难。针对这一难点,他们围绕脱硅这一关键环节,确定了浮选脱硅工艺流程。

  提铝降硅是铝土矿选矿工作的重要目标,而浮选脱硅的关键则是药剂的选择。为了研发合适的药剂,闫武在两眼一抹黑的情况下,凭经验看现象,在一次次试验、一次次失败中不断积累经验,先后进行了四五十次试验,最后终于成功研发出了一种高效的铝土矿捕收剂EM505。

  “浮选与重选相比更高效,而浮选的核心是药剂的研发。如果药剂过关了,设备、工艺就可以简单些,利于成本下降。”闫武说:“现在对药剂的要求很严格,要求无毒,对环境不产生污染,同时还要从经济角度考虑,想法选用大宗原材料,以降低药剂生产成本,确实很难。”

  药剂的突破,无疑从根本上解决了重庆铝土矿利用的关键技术问题。他们以铝土矿捕收剂EM505为基础,采用正浮选工艺,选矿试验结果十分理想:对铝硅比为5左右的铝土矿,精矿铝硅比大于10、三氧化二铝选矿回收率80%~87%;对铝硅比为4.5左右的铝土矿,精矿铝硅比大于9、三氧化二铝选矿回收率大于75%;对铝硅比为3左右的铝土矿,精矿铝硅比大于7、三氧化二铝选矿回收率60%~73%;对铝硅比为1.9的极低品位铝土矿,精矿铝硅比大于7,三氧化二铝选矿回收率大于60%。同时,他们又对铝土矿选矿精矿进行拜耳法溶出试验,结果也十分理想,表明重庆地区中低品位难利用铝土矿可采用经济的“选矿拜耳法”工艺得到工业利用。

  该项目的成功,对成都综合所及闫武本人来说都是一个极大鼓舞。在此基础上,成都综合所又继续扩大科研工作,于2012年9月实施了“滇渝地区中低品位铝土矿及其伴生资源合理利用技术研究”项目,以加强对中低品位铝土矿及其伴生资源的综合利用研究。

工业试验尽开颜 “强铝之梦”不遥远

  工业试验是检验试验室成果的试金石,也是衡量科研成果最终能否进行工业应用的关键。3月18日,成都综合所在中铝重庆分公司的积极配合和全力支持下,开始在中铝重庆分公司选矿车间进行脱硫铝土矿选矿脱硅工业试验。

  对这次工业试验,无论是成都综合所还是中铝公司都十分重视。成都综合所所长刘亚川、分管科研工作的副所长陈炳炎、科技处张熊述清等亲临现场,坐镇指挥,随时分析研究试验中可能出现的问题。中铝重庆分公司也派出多名技术人员全程参与试验工作,对试验过程进行全方位监测,并承担所有试验样品的分析测试工作。

  工业试验正式开始了。所有参与试验的科技人员神经紧绷,心都提到嗓子眼了,1000多个日日夜夜的辛苦和期待在这一刻都凝聚在了试验数据上。没有想到,工业试验出乎意料地顺利,第一次精矿铝硅比达10以上,三氧化二铝回收率达75%~80%。看到这样的喜人结果,刘亚川和在场的成都综合所、中铝重庆分公司的科技人员都深深舒了一口气,开心地笑了。

  似乎正应了“好事多磨”这句俗话,科研人员悬着的心还未完全放进肚子里,情况就发生了突变。在第二天的工业试验中,虽然精矿铝硅比品位与第一天一样,还能达到10左右,但三氧化二铝的回收率却突然降至70%~75%。

  怎么会出现反复,症结在什么地方?刘亚川、陈炳炎与闫武等项目组人员一起,对逐个环节进行分析,查找原因。工艺流程没有问题, 浮选药剂也没有问题!他们仔细排查一遍后,并没有发现工艺流程上的任何问题。

  难道是铝土矿本身的问题?猜想很快得到了证实。原来,对入选的铝土矿,按照选矿要求,需要把采自各个矿带的铝土矿石磨细混匀后才能入选,而中铝重庆分公司的职工没有经验,只是简单把铝土矿掺和了一下而没有混匀,从而导致铝土矿石性质的差异,影响了选矿效果。

  原来是虚惊一场!在场的科技人员针对不同的矿石性质重新调整了药剂后,精矿铝硅比品位和三氧化二铝的回收率又完全符合了要求。

  在工业试验的调试阶段,他们通过设备调试、浮选药剂制度调整、流程优化等试验工作,得到了理想指标。在工业试验稳定运行阶段的78小时中,应中铝重庆分公司要求,稳定运行的前24个小时主要生产铝硅比为7.5左右的精矿,后54小时主要生产铝硅比为8.5左右的精矿。试验结果令人振奋,前24小时结果为原料铝硅比4.71、铝精矿铝硅比7.63、三氧化二铝作业回收率85.42;尾矿铝硅比1.39、三氧化二铝作业回收率14.58%。后54小时的结果是,原料铝硅比4.62、铝精矿铝硅比8.64、三氧化二铝作业回收率83.87%;尾矿铝硅比1.57、三氧化二铝作业回收率16.13%。

  “该工业试验运行稳定,指标良好,浮选药剂制度简单,技术上可行,经济上合理,又生态环保,为低品位、难利用铝土矿的工业利用奠定了技术基础。”闫武激动地说。

  而在刘亚川看来,此项工业试验的成功并扩大应用到工业生产中的意义特别深远,不仅可使我国超过3亿吨难选中低品位铝土矿得到经济合理的工业利用,从而大幅提高我国铝土矿可利用储量,延长铝土矿资源保障年限,降低我国铝土矿对外依存度,而且还能促进我国铝工业的健康可持续发展。

  实际情况也正如此。目前,中铝重庆分公司已按照成都综合所的这一成果上马了年产80万吨氧化铝生产线。此次工业试验的成功,也标志着这一生产线正式启动运行。相信在不久的将来,随着此类生产线的相继投产运行和中低品位铝土矿的充分利用,我国的铝工业强国梦将不会遥远!
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