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2019年第十四届铝产业链峰会

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2019年第十四届铝产业链峰会

【铝峰会】国家重大战略需求:贫杂铝资源生态利用

来源:SMM

》【铝峰会直播】铝库存、铝价、氧化铝供需、铝企亏损等热点话题解析


SMM4月12日讯:国家“十三五”“有色金属工业发展规划”指出将“低品位铝土矿生产氧化铝高效节能技术”和“赤泥综合利用技术”列为“技术创新重点”和“绿色发展工程”。现如今,我国贫杂铝资源生态化利用技术研究如何?在2019年4月12日东北大学冶金学院于海燕教授在SMM主办的2019(第十四届)铜铝峰会-铝产业链高峰论坛暨铝行业品牌盛典上进行了详细解读。

我国氧化铝工业发展趋势


我国氧化铝工业蓬勃发展

我国氧化铝发展新特点:拜耳法占90%以上;氧化铝产量占世界55%以上;

我国铝土矿利用新特点:国内铝土矿平均品位降到5以下。

2018年我国氧化铝产量再创新高,产量高达7253.1万吨,同比增长9.9%。

全国氧化铝产量中,以山东省最高,山西其次,河南居第三位,而三省合计产量5749.37万吨,占全国氧化铝产量的79.27%。

我国铝土矿资源明显不足

铝土矿进口国分布

2018年中国铝土矿进口量累计8262万吨左右,较2017年同期增加约20.5%。几内亚是中国最大铝土矿来源国,供应量达3819万吨左右,同比增加约38.2%;其次是澳大利亚,供应量约2977万吨,同比增加约16.8%;印尼是中国第三大铝土矿来源国,供应量约为754万吨。

贫杂铝资源生态利用是国家重大战略需求

我国氧化铝年产7000万吨,占世界55%以上,我国铝土矿储量占世界不到3%,对外依存度超过50%。

国家“十三五”“有色金属工业发展规划”,同时将“低品位铝土矿生产氧化铝高效节能技术”和“赤泥综合利用技术”列为“技术创新重点”和“绿色发展工程”。

国内外发展现状

一、低品位铝土矿

国外现状:不涉及

国内现状:

1.选矿拜耳法:选矿难度大,浮选药剂影响流程,尾矿量大

2.拜耳-烧结联合法:流程复杂,能耗高

二、铁铝共生资源

国外现状:不涉及

国内现状:

1.先选后冶:铁、铝矿物嵌布共生,难以有效分离

2.先铝后铁:赤泥脱碱困难,生产成本高

3.先铁后铝:生产成本高,无经济效益

三、拜耳法赤泥

1.国外现状填海堆存,生产水泥、建材、路基材料等低附加值产品

2.国内现状碱 石 灰烧结法 :能耗高,渣量大,氧化铝回收率低

3.高压水化学法、还原提铁:实验室研究阶段

发展趋势

贫杂铝资源生态化高效利用主要技术难点:

1.元素赋存状态复杂,各种组份紧密共生

2. 杂质组份种类多、含量高,难以100%利用

3.冶炼尾渣产量大,生态化、资源化利用困难

干法烧结处理低品位铝资源


干法烧结技术优点(二钙配方)

针对低品位铝资源(铝土矿、赤泥、粉煤灰等),引入水泥行业先进的五级旋风预热高效低耗烧结理念,提出低品位铝资源低钙干法烧结提铝提钠联产硅酸钙材料创新技术。p获得氧化铝、苛碱和硅酸钙 粉体材料多种产品,具有工艺流程短、原料适应性强、无三废排出的特点,Na2O回收率90%以上,Al2O3回收率85%以上,综合利用率达到100%。

p技术优势:较碱 石 灰烧结法烧结能耗降低30%以上,同时采用五级旋风预热系统使能量得到梯级利用和有效回收;干法烧结系统与湿法浸出系统各相独立,系统内产生的碳酸钙、二氧化碳和碳酸钠溶液自循环利用;熟料烧结过程通过加入少量调整剂大幅降低配钙量,并产生自粉化熟料,有效降低了浸出渣量和磨料成本;熟料浸出过程二次反应程度低,氧化铝和氧 化 钠提取率高,粗液中二氧化硅浓度低;

通过定向调控浸出技术,获得容易分离的碳酸钙/硅酸二钙混合渣,经过分选后硅酸二钙渣用于生产高附加值硅酸钙 粉体材料,整个系统无废渣排出。

干法烧结技术优点(低钙配方)

现有碱法处理低品位铝资源脱碱固硅的目标产物主要为钙硅配比为2的硅酸二钙或钙硅配比为2.5~3的水化石榴石,渣量大。低钙烧结采用钙硅比仅为1的原料配方,低品位铝资源处理过程中配钙量低,渣量较碱 石 灰烧结法降低近50%,可实现低品位铝资源的减量化、短流程利用。

传统烧结法处理时采用湿法喷浆入窑,生料浆中40%的水分需要在回转窑中蒸发,烧结能耗高。低温干法混料和干法烧成工艺,同时梯级利用系统热量,降低烧结能耗30%以上。

熟料烧结过程生成的低钙硅酸盐稳定性强,提铝过程基本不发生二次反应,铝回收率高;提铝渣深度脱碱同步转化为轻质多孔硅酸钙 粉体,渣中碱含量低于0.5%,实现了低品位铝资源的全组份处置和高值化利用。

铁铝共生资源综合利用


“非高炉提铁-铝酸钙渣提铝”综合利用铁铝共生资源能够有效缓解我国铝土矿和铁矿石匮乏现状。

非高炉提铁-铝酸钙渣提铝技术优势

基于火法冶金使嵌布复杂的铁铝彻底分离,铁的回收率接近100%;

用熔融还原工艺替代高炉冶炼,将焦化、烧结和高炉冶炼三个工序缩短为熔融还原工序,简化生产流程,提高生产效率;

以煤代焦直接生产铁水,有效利用能源,显著降低炼铁生产成本;

采用纯氧,易于CO2循环利用同时减少污染,有利于环境保护;

炼铁的同时产生大量高质量煤气,并完成有利于氧化铝浸出的铝酸钙渣矿相转变;

浸出渣含碱低,可以用来生产水泥,无废弃物排出,实现铁铝共生资源综合利用。

最后,于海燕表示我国矿产资源冶炼的发展趋势由过去的“单一提取目标金属、注重金属提取率、废渣堆存处理”已经转变为“有价组份协同提取、全量化工业处置、废渣资源化利用”。

采用干法烧结技术能够处理我国储量巨大的低品位铝土矿、粉煤灰和拜耳法赤泥等低品位铝资源,较现行的碱 石 灰烧结法降低烧结能耗30%以上,具有流程短、能耗低、废渣高值资源化利用等优势。

非高炉提铁-铝酸钙渣提铝处理低品位铁铝共生资源清洁生产工艺从技术上是完全可行的,能够实现低品位铁铝共生资源的综合利用,扩大试验铁提取率大于90%,氧化铝提取率大于80%。

赤泥同步脱碱提铝还原熔分提铁技术是完全可行的,扩大试验赤泥溶出渣中Na2O含量小于1%,氧化铝提取率大于60%,铁提取率大于95%。能够实现赤泥的二次资源综合利用,对实现我国氧化铝工业的可持续发展和国家生态文明建设具有重要意义。

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