高铁铝土矿生产氧化铝双循环新工艺及装备

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1、高铁铝土矿生产氧化铝双循环新工艺及装备东北大学一、项目概述l.1背景及意义1.1.1我国氧化铝工业概述铝是固民经济中不可缺少的“绿色环保材料”。铝及其合金的特性可归纳为：耐蚀性好、成型性好、高强度、导电性好、易加工、易切削、熔接性好、无低温脆性、无毒性、无磁性和反射性好等，以上种种特性使铝的用途十分广泛。目前，铝的应用已凌驾于具有悠久历史的铜、铅、锌等金属材料之上，仅次于铁。铝在现代建筑业、交通运输业、电力工业、包装业、机械制造业和日用品工业中被广泛应用，是现代工业和现代生活中重要的功能材料和结构材料。13中国

2、是铝工业大国，2009年我国原铝总产量已超过1500万吨，预计到2020年，我国的铝产量将达到世界的50%。金属铝生产方法是熔盐电解法，其主要原料是氧化铝。近年来，国内对铝需求量的同益增大促使我国氧化铝生产规模和技术水平不断提高，表1为2004年～2009年我国氧化铝产量情况。其中2009年我国氧化铝的总产量已达到了2500万吨左右，与2004年相比提高了近3倍。氧化铝的生产方法主要是拜耳法和烧结法两种，其中拜耳法在处理硅含量比较低的铝土矿，特别是三水铝石型铝土矿时，具有流程简单、作业方便、产品质量高等优点，目

3、前我国90%以上的氧化铝是使用拜耳法生产的。使用拜耳法生产氧化铝虽然技术优势较其它方法大得多，但是该方法在处理低品位铝土矿资源时的经济效益下降比较明显。表1我国氧化铝年产量(2004～2009)年份200420052006200720082009总产量/万吨6799591369.61945.62278.42500与我国铝工业飞速发展形成鲜明对比的是我国的铝土矿资源，尤其是高品位铝土矿储量明显不足。从2002年下半年开始，氧化铝价格一路攀升，使部分民营企业和投资集团纷纷涉足氧化铝领域。虽然国家也试图通过宏观调控措

4、施限制电解铝产能的过度扩张，保持市场稳定运行，但在地方经济利益的驱动下，新建的氧化铝项目屡禁不止，特别是河南省境内，除国家规划新增氧化铝产能2100kt／a之外，地方规划扩建和新建的氧化铝厂年产能已超过4000kt。这些项目如能到期实现，仅河南省的氧化铝年产就将达到9000kt左右。预计2010年中铝分公司区域内每年的氧化铝总产能将达到13000kt，每年的铝土矿资源消耗量将超过20000kt，全国铝土矿资源年消耗量也将超过50000kt，加之耐13火材料、高铝水泥等行业发展势头不减，每年也会消耗铝土矿资源近4

5、000kt。虽然从宏观静态数据上分析，中铝矿业分公司区域内的铝土矿资源可以保证该区域氧化铝工业正常运行60年，但出于乱采滥挖以及回收率低等问题的存在，用动态发展的眼光看，我国铝土矿资源的保证年限不超过15年。显然，铝土矿资源储量不足已成为我国铝工业发展的主要瓶颈。表2我国探明的铝土矿服务年限比较氧化铝年产量，kt600080001000012000储量静态服务年限，a45342722基础储量静态服务年限，a60453630在铝土矿资源平均保证程度很低的前提下，我国氧化铝工业的发展应着眼于以下几个方面：(1)尽快

6、开发出先进适用的生产技术，以有竞争力的成本使用中低品位一水硬铝石矿生产出满足我国电解铝工业要求的高质量砂状氧化铝；(2)在近年内保护我国有限的优质铝土矿资源，加紧勘探、开发新的优质铝土矿资源；(3)研究利用国外铝土矿资源，实施我国新的氧化铝工业资源战略；(4)加快开发应用我国中低品位铝土矿以及非传统铝土矿资源生产氧化铝的高效低耗新工艺。其中，找到有效的利用非传统铝土矿资源生产氧化铝的方法是保证我国铝工业可持续发展的根本解决方法。可用于氧化铝生产的非传统铝土矿资源种类很多，主要包括低品位铝土矿、高硫铝土矿、高铁铝

7、土矿、铁铝共生矿、高铝粉煤灰13、霞石、明矾石等。在以上几类非传统铝土矿资源中，高铁铝土矿和铁铝共生矿因具有储量大、有价元素总含量高等优点而受到了学术界和工业界的广泛关注。截止到2009年，我国的高铁铝土矿和铁钳共生矿资源已探明的储量就达到了5亿吨以上，主要集中在广西地区。如果该类非传统铝土矿资源可以有效的应用于氧化铝生产之中，则我国的氧化铝工业中矿石需要大量进口这一现状可以得到有效的缓解。1.1.2广西地区铝工业及资源情况中国是世界最大的铝消费与生产国，而广西地区拥有丰富的铝土矿资源，自上世纪90年代开始广西

8、地区实现铝工业现代化规模生产以来，经过近20年的不断发展壮大，已逐步成为全国重要的铝工业生产基地。在上世纪50年代广西首次发现铝土矿后，1985年全区的电解铝产量为0.58万吨，1990年电解铝产量为0.64万吨。直到1991年5月，中国有色金属总公司建设平果铝业公司，1994年9月首批电解槽通电投产，1995年9月氧化铝一次投产成功，1995年底全面建成，l996年全面进入试生产，氧