中国铝土矿及氧化铝生产

1、中国铝土矿资源及氧化铝生产概述中国铝土矿资源及氧化铝生产概述报告人：蒋周青报告人：蒋周青时时 间：间：2013.6.18目录目录世界及中国铝土矿资源世界及中国铝土矿资源1我国氧化铝产业现状我国氧化铝产业现状2氧化铝的生产方法氧化铝的生产方法3潜在氧化铝资源分析潜在氧化铝资源分析4一、世界铝土矿资源概述一、世界铝土矿资源概述 铝土矿是指工业上能利用的，以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石统称。全世界约92%的铝土矿用于生产金属铝，其余8%用作耐火材料、研磨材料、陶瓷及化工原料等。 世界铝土矿床在地理上有明显的分带性：占世界总储量86%的红土型铝土矿矿床分布在南、北纬30线间热

2、带亚热带地区内，矿石多由三水铝石组成；占世界总储量13%的岩溶型铝土矿矿床和占世界总储量1%的齐赫文（沉积）型铝土矿矿床，均分布在北纬3060线间温带地区，这些矿石多由一水硬铝石组成。 世界铝土矿资源相当丰富，据美国地质调查局（世界铝土矿资源相当丰富，据美国地质调查局（USGS）2012统计数据，统计数据，世界铝土矿资源世界铝土矿资源探明储量探明储量290亿吨亿吨，以三水铝石型及三水铝石，以三水铝石型及三水铝石一水软铝石一水软铝石混合型为主，占世界总储量混合型为主，占世界总储量90%以上，矿石质量好，以高铁、低硅、高铝以上，矿石质量好，以高铁、低硅、高铝硅比为特点，是铝土矿易采易溶的优质原料，

3、适用于流程简单、能耗低的硅比为特点，是铝土矿易采易溶的优质原料，适用于流程简单、能耗低的拜耳法生产氧化铝。拜耳法生产氧化铝。图图1 世界铝土矿资源分布图世界铝土矿资源分布图中国储中国储量量8.3亿亿吨，占吨，占世界总世界总储量的储量的3%。 2012年世界铝土矿总产量为年世界铝土矿总产量为2.6亿吨，相比于亿吨，相比于2011年增加了年增加了1.6%。主要铝。主要铝土矿产量国为澳大利亚土矿产量国为澳大利亚、巴西巴西、中国中国、几内亚几内亚、印度印度、牙买加牙买加及印度尼西亚，及印度尼西亚，七七国占世界总产量的国占世界总产量的89.0%。以。以2012年铝土矿产量来算，现有全球铝土矿资年铝土矿产

4、量来算，现有全球铝土矿资源可以保证世界未来源可以保证世界未来100年年的工业需求。的工业需求。图图2 2012年世界主要铝土矿产量国产量与储量对比图年世界主要铝土矿产量国产量与储量对比图表表1 我国铝土矿产量及进口量我国铝土矿产量及进口量/万吨万吨 铝土矿进口来源国主要是印尼、印度及澳大利亚三国，铝土矿进口来源国主要是印尼、印度及澳大利亚三国，2008年三国铝土矿进口量占年三国铝土矿进口量占99.92%，其中印尼，其中印尼66.92%，印，印度度14.13%，澳大利亚，澳大利亚18.87%。二、我国氧化铝产业现状二、我国氧化铝产业现状 中国是世界上最大的精炼铝生产国和消费国。2001-2007

5、年，我国氧化铝产量年增长率为32.5%左右。与此同时，电解铝产量年增长率为24%。到2010年中国铝产量占世界总量的30%，而且仍然处在高速增长的状态中（中国铝业公司，2010）。表表2 中国氧化铝供需状况中国氧化铝供需状况/(万吨万吨) 相对于迅速扩张的氧化铝产能，我国氧化铝矿资相对于迅速扩张的氧化铝产能，我国氧化铝矿资源却相对匮乏，源却相对匮乏，资源资源静态保证年限仅有静态保证年限仅有15年左右年左右，这就这就导致国内氧化铝企业对铝土矿资源进口产生较导致国内氧化铝企业对铝土矿资源进口产生较大依赖。矿产品质下降、资源短缺、对进口铝土矿大依赖。矿产品质下降、资源短缺、对进口铝土矿依赖性大等问题

6、依赖性大等问题已经十分已经十分凸凸显。显。 同时同时新建成产能呈现：向资源丰富的西部地区转新建成产能呈现：向资源丰富的西部地区转移、低铝硅比铝土资源所占比例增加、串联法得到移、低铝硅比铝土资源所占比例增加、串联法得到应用及高铝粉煤灰提取氧化铝实现产业化等特点应用及高铝粉煤灰提取氧化铝实现产业化等特点。三、氧化铝的生产方法三、氧化铝的生产方法 工业上对氧化铝加工技术的选择，很大程度取决于氧工业上对氧化铝加工技术的选择，很大程度取决于氧化铝在矿物中的存在形态和有害杂质的含量。三水铝石化铝在矿物中的存在形态和有害杂质的含量。三水铝石属于单斜晶系，一水软铝石与一水硬铝石都属于斜方晶属于单斜晶系，一水软

7、铝石与一水硬铝石都属于斜方晶系，其各自晶体结构具有较大差异系，其各自晶体结构具有较大差异。 不同类型的铝土矿溶出性能相差很大，三水铝石型铝不同类型的铝土矿溶出性能相差很大，三水铝石型铝土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出，一水软铝石土矿中的氧化铝最容易被苛性碱溶液溶出，一水软铝石型次之，而一水硬铝石的溶出最难。型次之，而一水硬铝石的溶出最难。 利用铝土矿生产氧化铝的方法大致可以分为四类：即利用铝土矿生产氧化铝的方法大致可以分为四类：即碱法、酸法、酸碱联合法和热法碱法、酸法、酸碱联合法和热法，目前用于工业生产的目前用于工业生产的几乎全属于碱法。几乎全属于碱法。 碱法生产氧化铝是用碱（NaOH或N

8、a2CO3）来处理铝土矿的方法，通过一定工艺过程使矿石中不溶的氧化铝转变成可溶的偏铝酸钠溶液。其又分为拜耳法、烧结法和拜耳-烧结联合法等多种流程。图图3 3 碱法生产氧化铝基本过程碱法生产氧化铝基本过程其他方法其他方法酸法酸法：用无机酸来处理铝土矿而得到相应铝盐的酸性水溶液；再通过蒸发或水解结晶的方式从溶液中析出铝盐或氢氧化铝。酸碱联合法酸碱联合法：先用酸法从高硅铝土矿中制取含铁、钛等杂质的不纯氢氧化铝，然后再用碱法处理；其实质是用酸法除硅，碱法除铁。热法热法：用于处理高硅高铁铝矿，在电炉或高炉内进行矿石的还原熔炼，同时获得硅铁合金（或生铁）与含氧化铝的炉渣，二者借密度差分开后，再用碱法从炉渣

9、中提取氧化铝。四、潜在氧化铝资源分析四、潜在氧化铝资源分析 虽然我国的优质铝土矿比较缺乏，但是虽然我国的优质铝土矿比较缺乏，但是拥有储量拥有储量巨大的可供开发的含铝资源，如霞石正长岩、高铝巨大的可供开发的含铝资源，如霞石正长岩、高铝煤矸石、高铝粉煤灰等。将这些非传统铝土矿中的煤矸石、高铝粉煤灰等。将这些非传统铝土矿中的氧化铝资源充分利用起来，会大大的减轻我国氧化氧化铝资源充分利用起来，会大大的减轻我国氧化铝工业原料来源的压力，同时又可实现国家提出的铝工业原料来源的压力，同时又可实现国家提出的“循环经济循环经济”“资源综合利用资源综合利用”的方针政策的方针政策。 霞石正长岩是一类浅色侵入岩，我国

10、霞石资源分布广泛，资源储量巨大，Al2O3含量在23%左右，SiO2含量在40%72%，K2O+Na2O含量为14%20%，在生产氧化铝的同时附产钾、钠盐和水泥，可获得很好的经济效益。 利用霞石生产氧化铝的方法主要分为烧结法和高压水化学法，目前，世界上真正利用霞石规模化生产氧化铝的只有俄罗斯的石灰石烧结法工艺。表3 阿钦斯克霞石矿烧结法生产氧化铝主要工艺技术指标 近些年，对从高铝粉煤灰中提取氧化铝的研究十近些年，对从高铝粉煤灰中提取氧化铝的研究十分热烈。目前大唐集团托克托电厂已经成功实现从分热烈。目前大唐集团托克托电厂已经成功实现从高铝粉煤灰中提取氧化铝的工业生产，其核心思路高铝粉煤灰中提取氧

11、化铝的工业生产，其核心思路是利用预脱硅是利用预脱硅-碱石灰烧结法来生产铝硅钛合金。碱石灰烧结法来生产铝硅钛合金。 目前从高铝粉煤灰或高铝煤矸石中提取氧化铝的目前从高铝粉煤灰或高铝煤矸石中提取氧化铝的方法还有：酸溶法（高温条件）、氟化铵助剂法、方法还有：酸溶法（高温条件）、氟化铵助剂法、直接碱石灰烧结法、改良碱石灰烧结法、石灰石烧直接碱石灰烧结法、改良碱石灰烧结法、石灰石烧结法、两步碱溶法等。结法、两步碱溶法等。存在不足：存在不足：1、非传统铝资源提氧化铝的能量消耗过大。以每生产非传统铝资源提氧化铝的能量消耗过大。以每生产1吨氧化吨氧化铝计，烧结法处理霞石需要能耗铝计，烧结法处理霞石需要能耗64

12、.89GJ，改进碱石灰烧结法，改进碱石灰烧结法处理高铝煤矸石需要能耗处理高铝煤矸石需要能耗38.3GJ，而碱溶法处理高铝粉煤灰石，而碱溶法处理高铝粉煤灰石需要能耗需要能耗76.2GJ，远高于目前氧化铝工业每吨平均能耗，远高于目前氧化铝工业每吨平均能耗16.58GJ。2、非传统铝资源在提取氧化铝过程中会生产出大量的尾渣需要非传统铝资源在提取氧化铝过程中会生产出大量的尾渣需要处理，为了达到清洁循环生产的目的，周围需要配套相应规模的处理，为了达到清洁循环生产的目的，周围需要配套相应规模的后续处理工序和产品市场，这给企业造成较大压力。后续处理工序和产品市场，这给企业造成较大压力。3、在氧化铝的溶出过程中还普遍在氧化铝的溶出过程中还普遍存存在工艺复杂、溶出率不高等在工艺复杂、溶出率不高等技术技术问题。问题。潜在优势：潜在优势：1、在政策上，政府高度重视固体废弃物的资源化利用，为在政策上，政府高度重视固体废弃物的资源化利用，为相关行业提供了有力的相关行业提供了有力的政策政策支持支持。2、在实际生产中，非传统铝资源在提取氧化铝的同时也生在实际生产中，非传统铝资源在提取氧化铝的同时也生产出了如白炭黑、碳酸钾等高附加值产品，能给企业带来可产出了如白炭黑、碳酸钾等高附加值产品，能给企业带来可观的经济效益观的经济效益。3、在技术创新上，随着