表5 世界各國(guó)鋁土礦儲(chǔ)量及品位表 |
||||||
序號(hào) |
國(guó)別 |
儲(chǔ)量/億噸 |
年開采量/萬(wàn)噸 |
品位/% |
礦物類型 |
|
Al2O3 |
SiO2 |
|||||
1 |
幾內(nèi)亞 |
93.8 |
1560 |
40~50 |
|
三水鋁石 |
2 |
澳大利亞 |
46 |
3619 |
47~52 |
4~5 |
三水鋁石 |
3 |
巴西 |
33.2 |
875 |
55 |
|
三水鋁石 |
4 |
越南 |
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
三水鋁石 |
5 |
牙買加 |
30 |
1150 |
50 |
2~3 |
一水軟鋁石 |
6 |
印度 |
26.5 |
200 |
45~60 |
1~5 |
三水鋁石 |
7 |
蘇里南 |
19.7 |
343 |
55 |
2~3 |
三水鋁石 |
8 |
喀麥隆 |
18.8 |
|
40~44 |
|
三水鋁石 |
9 |
中國(guó) |
18 |
|
65 |
10~12 |
一水硬鋁石 |
10 |
印尼 |
17.6 |
513 |
55 |
4 |
三水鋁石 |
(一)概述
1.氧化鋁的性質(zhì)
分子式A12O3;相對(duì)分子質(zhì)量102;熔點(diǎn)2050℃;熔化熱21318(25080)J/mol;密度3.3-4.09/cm3;沸點(diǎn)2980℃;氣化熱49282J/mol。
鋁具有9種結(jié)晶形態(tài):α、β、γ、δ、θ、κ、χ、η、ρ。
水合氧化鋁和氧化鋁的某些相具有較強(qiáng)的化學(xué)活性,能溶解于酸中,也能溶解于堿液中;而另外一些相則具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性(如一水硬鋁石和α-A12O3)。
2.氧化鋁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
中國(guó)規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)YB814-75如表1。
表1 氧化鋁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) |
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產(chǎn)品級(jí)別 |
代號(hào) |
化學(xué)成分/% |
||||
Al2O3> |
雜質(zhì)含量< |
|||||
SiO2 |
Fe2O3 |
Na2O |
灼減 |
|||
一級(jí) |
Al2O3-1 |
98.6 |
0.02 |
0.03 |
0.5 |
0.8 |
二級(jí) |
Al2O3-2 |
98.5 |
0.04 |
0.04 |
0.55 |
0.8 |
三級(jí) |
Al2O3-3 |
98.4 |
0.06 |
0.04 |
0.6 |
0.8 |
四級(jí) |
Al2O3-4 |
98.3 |
0.08 |
0.05 |
0.6 |
0.8 |
五級(jí) |
.Al2O3-5 |
98.2 |
0.1 |
0.05 |
0.6 |
1 |
六級(jí) |
Al2O3-6 |
97.8 |
0.15 |
0.06 |
0.7 |
1.2 |
對(duì)于砂狀氧化鋁各國(guó)有自己的標(biāo)準(zhǔn),中國(guó)提出如下指標(biāo):粒度小于44μm≤15%;比表面積≥35m2/g;α-A12O3含量20%-35%。
化學(xué)成分(%)如下:
A12O3 SiO2 Fe2O3 Na2O 灼減 TiO2 V2O5 ZnO P2O5
≥98.5 ≤0.04 ≤0.04 ≤0.55 ≤1.0 <0.005 <0.003 <0.005 <0.003
中國(guó)規(guī)定的氫氧化鋁質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB4294-84如表2。
表2 氫氧化鋁的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) |
|||||||
產(chǎn)品級(jí)別 |
代號(hào) |
化學(xué)成分/% |
附水/% |
||||
Al2O3> |
雜質(zhì)含量< |
||||||
SiO2 |
Fe2O3 |
Na2O |
灼減 |
||||
一級(jí) |
Al(OH)3-1 |
64 |
0.03 |
0.03 |
0.45 |
35 |
<15.0 |
二級(jí) |
Al(OH)3-2 |
64 |
0.03 |
0.03 |
0.45 |
35 |
<15.0 |
三級(jí) |
Al(OH)3-3 |
63.5 |
0.1 |
0.05 |
0.5 |
35 |
<15.0 |
3.中國(guó)的氧化鋁廠
見表3。
表3 中國(guó)氧化鋁廠一覽表 |
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序號(hào) |
廠名 |
設(shè)計(jì)產(chǎn)能/(萬(wàn)噸/年) |
生產(chǎn)方法 |
序號(hào) |
廠名 |
設(shè)計(jì)產(chǎn)能/(萬(wàn)噸/年) |
生產(chǎn)方法 |
1 |
山東鋁廠 |
50 |
燒結(jié)法 |
4 |
山西鋁廠 |
120 |
聯(lián)合法 |
2 |
鄭州鋁廠 |
80 |
聯(lián)合法 |
5 |
河南中州鋁廠 |
20 |
燒結(jié)法 |
3 |
貴州鋁廠 |
40 |
聯(lián)合法 |
6 |
廣西平果鋁廠 |
30 |
拜耳法 |
4.氧化鋁生產(chǎn)的特點(diǎn)
(1)生產(chǎn)方法多樣、工藝流程長(zhǎng)由于處理的原料不同,需要使用不同的生產(chǎn)方法。工業(yè)上使用的生產(chǎn)方法有:拜耳法——處理二氧化硅含量低的鋁土礦;燒結(jié)法——處理二氧化硅含量高的原料;聯(lián)合法——拜耳法與燒結(jié)法聯(lián)合,同時(shí)在一個(gè)工廠中使用。目前世界上90%以上的氧化鋁都是由拜耳法生產(chǎn)的,只有中國(guó)及俄羅斯、烏克蘭、哈薩克斯坦采用燒結(jié)法。
氧化鋁生產(chǎn)流程是熱量及堿的閉路循環(huán)過(guò)程,工廠的前半部是原料處理系統(tǒng),工廠的后半部為純化工過(guò)程,是溶液的閉路循環(huán)過(guò)程。拜耳法工廠一般分成5個(gè)主要生產(chǎn)車間、35個(gè)主要工序;燒結(jié)法工廠一般也分成5個(gè)主要生產(chǎn)車間、22個(gè)主要生產(chǎn)工序;聯(lián)合法工廠一般分成6個(gè)主要生產(chǎn)車間、42個(gè)主要生產(chǎn)工序。
(2)生產(chǎn)技術(shù)要求高,要有充分的物資基礎(chǔ)條件由于生產(chǎn)方法不同,而各工序的工藝流程也有所不同,整個(gè)工藝流程又是物料及熱量的閉路循環(huán)系統(tǒng),因此要求有較高的生產(chǎn)操作技術(shù)及管理技術(shù)。
要有足夠量的及質(zhì)量穩(wěn)定的鋁礦石供應(yīng)。每生產(chǎn)It氧化鋁要消耗新水10-15 t,電350-500度,煤It。因此生產(chǎn)氧化鋁要求充足的水源,穩(wěn)定的電力供應(yīng)和高質(zhì)量的煤。
(3)氧化鋁生產(chǎn)的原料資源在自然界中含鋁的礦物有上百種,主要的鋁礦物如表4。
表4 鋁礦物一覽表 |
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序號(hào) |
名稱 |
分子式 |
相對(duì)分子質(zhì)量 |
質(zhì)量/% |
密度/(g/cm3) |
莫氏硬度 |
|||||
Al2O3 |
H2O |
SiO2 |
Na2O |
K2O |
SO3 |
||||||
1 |
一水鋁石 |
Al2O3·H2O |
120 |
85 |
15 |
|
|
|
|
3.01~3.5 |
3.5~7.0 |
2 |
三水鋁石 |
Al2O3·3H2O |
156 |
65.4 |
34.6 |
|
|
|
|
2.35~2.42 |
2.5~3.5 |
3 |
霞石 |
Na2O· Al2O3·2SiO2 |
284.2 |
35.9 |
|
42.3 |
21.8 |
|
|
2.63 |
5.5~6.0 |
|
|
K2O· Al2O3·2SiO2 |
316.4 |
32.2 |
|
38 |
|
29.8 |
|
2.4~2.6 |
6 |
4 |
明礬石 |
K2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3 |
838.2 |
36.9 |
13.05 |
|
|
11.4 |
38.65 |
2.6~2.8 |
3.5~4.0 |
5 |
剛玉 |
Al2O3 |
102 |
100 |
|
|
|
|
|
4~.1 |
9 |
6 |
藍(lán)晶石 |
Al2O3·SiO2 |
162.1 |
62.9 |
|
37.1 |
|
|
|
3.56~3.68 |
4.5~7.0 |
7 |
紅柱石 |
Al2O3·SiO2 |
162.1 |
62.9 |
|
37.1 |
|
|
|
3.15 |
7.5 |
8 |
紅線石 |
Al2O3·SiO2 |
162.1 |
62.9 |
|
37.1 |
|
|
|
3.24 |
7 |
續(xù)上表
9 |
長(zhǎng)石 |
Na2O·Al2O3·6SiO2 |
524.6 |
19.44 |
|
68.7 |
11.8 |
|
|
2.61 |
6~6.5 |
|
|
K2O·Al2O3·6SiO2 |
556.8 |
18.3 |
|
64.8 |
|
16.9 |
|
|
|
10 |
白云石 |
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O |
796.8 |
38.4 |
4.5 |
45.3 |
|
11.8 |
|
|
2 |
11 |
石榴石 |
K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O |
436.6 |
23.4 |
|
55 |
|
21.6 |
|
2.5 |
5~ |
12 |
方沸石 |
Na2O·Al2O3·6SiO2·2H2O |
560.6 |
18.2 |
6.4 |
64.3 |
11 |
|
|
2.3 |
5 |
13 |
絹云母 |
K2O3·Al2O3·6SiO2·2H2O |
796.8 |
38.4 |
4.5 |
45.3 |
|
11.8 |
|
|
|
14 |
高嶺石 |
Al2O3·2SiO2·2H2O |
258.2 |
39.5 |
13.9 |
46.6 |
|
|
|
2.6 |
1 |
續(xù)上表
11 | 委內(nèi)瑞拉 | 11.1 | 70 | 51 | 三水鋁石 | |
一水硬鋁石 | ||||||
12 | 希臘 | 6 | 400 | 56~58 | 2~4 | 一水軟鋁石 |
13 | 馬里 | 5.6 | ||||
14 | 馬爾加斯 | 5.5 | ||||
15 | 南斯拉夫 | 5 | 350 | 53 | 6.5 | 一水軟鋁石 |
16 | 加納 | 4.75 | 30 | 56 | ||
45 | 3~4 | 一水硬鋁石 | ||||
17 | 前蘇聯(lián) | 3.5 | 600 | 13 | 一水軟鋁石 | |
140 | ||||||
18 | 沙拉里昴 | 2.4 | 290 | 50 | 5 | |
19 | 匈牙利 | 2.1 | 240 | 一水軟鋁石 | ||
其他家合計(jì) | 16.2 | |||||
世界總計(jì) | 413.62 |
中國(guó)鋁土礦的儲(chǔ)量及品位如表6。
表6 中國(guó)鋁土礦的儲(chǔ)量及品位表 |
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序號(hào) |
產(chǎn)地 |
工業(yè)儲(chǔ)量/萬(wàn)噸 |
遠(yuǎn)景儲(chǔ)量/萬(wàn)噸 |
合計(jì)儲(chǔ)量/萬(wàn)噸 |
Al2O3/% |
A/S |
1 |
山西省 |
9084 |
55916 |
65000 |
64.5 |
5.1 |
2 |
貴州省 |
10665.1 |
31276.3 |
41941.4 |
65.28 |
6.28 |
3 |
河南省 |
18700 |
15300 |
34000 |
|
|
4 |
廣西壯族自冶區(qū) |
6268 |
10298 |
16566 |
63.5 |
14.8 |
5 |
云南省 |
907.3 |
9281.9 |
10189.2 |
62 |
6 |
6 |
山東省 |
2954 |
2258 |
5212 |
63 |
4 |
7 |
四川省 |
1128 |
1279 |
2407 |
62.54 |
5.67 |
8 |
海南省 |
|
|
2230 |
41~44 |
6 |
9 |
陜西省 |
|
|
1696.6 |
60~65 |
6 |
|
全國(guó)合計(jì) |
|
|
180000 |
65 |
4~6 |
中國(guó)鋁土礦的特點(diǎn)是:一水硬鋁石型,A12O3含量高,達(dá)60%以上。SiO2含量也高,A/S低,一般為4-6。富礦數(shù)量少且分散。
中國(guó)也有豐富的霞石資源。僅云南省個(gè)舊地區(qū),經(jīng)初勘表明儲(chǔ)量達(dá)30億噸,其中C1+C2級(jí)2.8億噸,品位為A12O3 24,K2O8%-10%,其特點(diǎn)是含K高。在四川省也有霞石資源發(fā)現(xiàn)。
中國(guó)也有豐富的明礬石資源。浙江省平陽(yáng)礬山有儲(chǔ)量:表內(nèi)A+B+C1+C2級(jí)1.4億噸,明礬石含量46.31%;表外1.04億噸,明礬石含量32%。安徽省盧江有儲(chǔ)量:表內(nèi)B+C1+C2級(jí)1.3億噸,明礬石含量38.7%;表內(nèi)富礦0.6億噸,明礬石含量47.5%。