山西地區鋁土礦開采的高效低耗氧化鋁技術研究

郭政斌

（中國冶金地質總局三局，山西 太原 030002）

氧化鋁由于其具有優良的物化特性成為重要的特種功能材料之一，在機械、電子、化工、光學[1]等技術領域具有廣泛的用途。在現有的生產氧化鋁技術中，鋁土礦品位的下降造成能耗和成本都相對增高，并且，氧化鋁在生產過程中，由于氧化鋁中在的氧化鈉含量較高，需要添加很多的硼化物與堿金屬離子結合形成鹽在高溫下發揮出去，不僅污染環境還對生產設備有很高的腐蝕性。因此，對山西地區鋁土礦開采的高效低耗氧化鋁技術的研究是非常重要的。為提高我國山西地區氧化鋁生產系統的循環效率，此次設計從生產高效低耗氧化鋁的角度出發，以最大程度減少原料能源的消耗，并降低投資和運行成本，在氧化鋁生產能耗大幅度下降的同時保證適當的回收率和堿耗指標。

1 山西地區鋁土礦開采的高效低耗氧化鋁技術設計

1.1 鋁土礦溶出

為大幅度降低生產能耗，降低高耗能工序在整個生產系統中的比例，提高整體循環效率和重要工序的產出率，以降低高耗能工序的單位能耗。引用浮選技術對鋁土礦選礦，在進行選礦時，鋁土礦不進入氧化鋁的生產系統，在處理過程中，注意選礦藥劑的使用，以最大限度控制藥劑進入氧化鋁的生產系統。在對鋁土礦處理時，采用高堿法[2]，對鋁土礦進行處理，先將鋁土礦進行破碎處理，采用以碎代磨的方法來降低磨礦的所消耗的能源，并且能優化礦漿的力度分布和提高溶出效率。在此基礎上，對鋁土礦進行濕磨處理，然后將鋁土礦溶出，溶出時的溫度、循環母液的酸堿濃度、溶出時間、礦石粒度等都會影響鋁土礦的溶出，其中溶出溫度最為重要，溶出的溫度越高，溶出反應就會隨之加快，溶出時間越短。在溶出的基礎上，對鋁土礦進行分解，采用強化中間降溫的方式來提高分解率，生產過程中，溫度也是控制分解率和產品粒度質量的關鍵性指標，首先降低分解初始分子比，來提高分解率，將溶出溫度提高至290°，降低溶出液的分子比。通過此流程能夠大幅度減少水分進入氧化鋁的溶出系統，實現高強化溶出。

1.2 實現高校低耗氧化鋁的生產

在氧化鋁溶出完成后，對鋁土礦進行赤泥分離處理，以實現高校低耗氧化鋁的生產。采用提高赤泥分離洗滌系統提高赤泥分離的沉降效率，以此減少赤泥洗滌沉降系統的氧化鋁水解損失和附堿損失，使分解的原液與溶出漿液的可性比差值縮小，以提高氧化鋁的循環效率，在進行赤泥分離時，為減少葉濾過程中氧化鋁的損失，對助率劑的使用量進行計算，計算公式如下：

公式（1）中，Dv代表助率劑的正常使用量，f代表鋁土礦的投入量，ki代表系統循環效率，此次計算不做定向分析。

通過上述公式，完成對助濾劑使用量的計算，在此基礎上，提高系統對于生產氧化鋁的運行速度，計算公式如下：

公式（2）中，Ri代表生產過程中的運行速度，λ代表氧化鋁所占比重，此次計算不做定向分析。

在助率劑的使用量進行計算和系統運行速度計算的基礎上，實現山西地區鋁土礦開采的高效低耗氧化鋁生產，通過此方法能夠提高生產氧化鋁的效率，并且能夠減少能源的消耗。

2 實例論證

上述設計只是從理論上驗證了此次設計的有效性，為了證明此次設計具有實際應用意義，進行實驗對比，采取山西某地鋁土礦開采地進行生產氧化鋁，為保證實驗的嚴謹性，將傳統的生產氧化鋁方法與本文設計的方法進行對比，對比結果如下所示：

圖1 能源消耗對比圖

圖2 生產效率對比圖

通過圖1可以看出，傳統方法在進行生產氧化鋁時能源消耗較大、并且生產效率低，而本次設計的方法在進行生產時，具有較高的效率且能源消耗低，有效提高了鋁土礦的利用率。

通過上述實驗基本能夠證明，此次設計的方法的有效性，具有廣闊的應用應用前景。

3 結語

通過對山西地區的氧化鋁生產方法的技術探討，發現我國的氧化鋁工業面臨著嚴峻的考驗，傳統的開采方法生產氧化鋁能源消耗過高、并且效率低，針對這種問題情況，對山西地區鋁土礦開采的高效低耗氧化鋁技術進行研究，通過在鋁土礦溶出和鋁土礦赤泥分離的基礎上，實現了生產高效低耗的氧化鋁，因為通過這兩方面的設計提高了鋁土礦的溶出率、分解率。

減少了赤泥分離流失，并且具有明顯的環境效益。通過此次設計，提高了氧化鋁的生產效率，并且提高了勞動生產率和設備利用率，因而具有很好的社會效益。