关于氧化铝、电解铝生产技术探析(一)

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　　论文关键词:铝冶炼；技术现状；发展趋势

　　论文摘要:介绍了氧化铝、电解铝的冶炼技术，并阐述了其存在的问题及发展动向。
　　
　　我国的铝冶炼工业经过几十年的发展，取得了前所未有的成绩，2006年氧化铝产量达429万t，铝锭283万t，我国已成为世界铝生产和消费的大国。这一成绩的取得，与科技的贡献是不可分的。

　　一、氧化铝生产技术

　　我国铝土矿资源绝大多数为一水硬铝石，由于我国铝土矿资源的这一显著特点，国内氧化铝生产大多采用混联法，此外，还有拜耳法和烧结法。
　　（一）氧化铝生产技术
　　1、拜耳法强化溶出技术，包括管道化溶出、单管预热―高压釜溶出、管道一停留罐溶出、混联法中的拜耳法不平衡溶出、新型高压隔膜泵；
　　2、一水硬铝石选矿一拜耳法生产氧化铝技术，该技术将选矿技术和拜耳法有机结合，有效地利用了我国大量的中低品位铝土矿，降低了氧化铝的生产成本；
　　3、矿石均化和多碎少磨技术，包括矿山块矿石及进厂碎矿石均化，多碎少磨提高了磨矿效率，降低了磨矿成本；
　　4、烧结法熟料烧成强化技术，包括高品位铝土矿强化烧结技术、铝土矿浮选精矿强化烧结技术、生料浆配料、非饱和配方、石灰配料和高浓度碳酸化分解，生料加煤排硫、窑体改造及操作改进、单枪喂料；
　　5、烧结法熟料溶出技术，包括低苛性分子比溶出、高碳酸钠浓度二段磨溶出、低碳酸钠浓度一段磨溶出；
　　6、氧化铝闪速焙烧技术，包括美国闪速焙烧炉、丹麦气体悬浮燃烧炉；
　　7、粗液脱硅技术，包括高压釜间接加热连续脱硅、管道化间接加热连续脱硅、深度脱硅；
　　8、分解技术，包括连续碳酸化分解、4400m3大型平底分解槽、245m2立盘过滤机、51m2水平盘式过滤机、270m2大型板式换热器、27m2水平带式真空过滤机；
　　9、赤泥分离技术，包括絮凝沉降分离、Φ42m×6m大型钢索扭矩沉降槽、 100m2辊子卸料真空转鼓过滤机、385m2单筒凯利叶滤机；
　　10、蒸发技术，包括降膜蒸发器，高效闪蒸器等。
　　（二）存在的主要问题
　　1、能耗高
　　由于混联法既有完整的拜耳法系统，又有完整的烧结法系统，流程异常复杂。接踵而来的是能耗很高，就是处理铝硅比约为10的优质矿石，能耗仍高达38GJ／t 氧化铝，是国外一般拜耳法的3倍多。很显然，随着矿石品位下降，经济的拜耳法比例减少，昂贵的烧结法比例增加，能耗还要增加。
　　2、产品质量不高，多为中间状氧化铝
　　目前国内冶金级氧化铝产品多为中间状氧化铝，产品粒度较细，产品的磨损指数较大，要很好满足现代电解铝工业大型预焙槽的要求，还要加快砂状氧化铝的开发。
　　3、原料质量差、铝土矿A／S低
　　我国铝土矿资源与国外三水铝石和一水软铝石相比，原料质量差，铝土矿A／S低，需要高温高压溶出，这给氧化铝生产带来了困难。
　　（三）氧化铝冶炼技术的发展方向
　　1、加速铝土矿选矿工艺的产业化步伐
　　铝土矿选矿工艺研究通过“十五”科技攻关，已经完成了工业试验，形成了一套完整的工艺路线，“十一五”期间要加快该技术的产业化，并开展铝土矿的反浮选技术研究。
　　2、强化和革新现有生产方法
　　溶出是拜耳法的关键工序。我国现在已经有了3种强化溶出技术：管道化溶出；单管预热―高压釜溶出；停留罐溶出。
　　应该在总结生产实际效果的基础上，尽快推广应用。
　　首先强化熟料烧结过程，如降低烧成温度，改变供料方式，改进窑体结构等，其次是提高溶液浓度，强化湿法各工序。采用各种添加剂，例如沉降絮凝剂、过滤助滤剂、分解添加剂、溶出添加剂等，可以显著强化生产过程，而且很容易被工业上采用。种子搅拌分解是氧化铝生产中贮存液量最多，时间最长的工序，它的强化必将显著提高工厂的生产能力。
　　3、加快砂状氧化铝生产技术的攻关，提高我国氧化铝产品质量
　　我国氧化铝工业由于以一水硬铝石型铝土矿为主要生产原料，致使种分和碳分分解原液的氧化铝浓度高、苛性比值也较高，生产砂状氧化铝的技术难度较大。“ 十一五”期间要重点解决铝酸钠溶液分解过程粒子成核控制技术、铝酸钠溶液分解过程产品粒度控制技术、铝酸钠溶液分解过程产品强度控制技术和添加剂强化分解技术等。通过科技攻关，形成一套适合我国砂状氧化铝生产技术。
　　4、加快氧化铝技术成果的产业化
　　加快石灰拜耳法、双流法新技术、间接加热连续脱硅、高效沉降槽、降膜蒸发技术等技术在氧化铝生产过程中的产业化应用，进一步降低生产能耗和生产成本。