全球的鋁土礦產(chǎn)量每年已達(dá)到約 1.77億t的高位。就鋁土礦應(yīng)用而言，用于金屬鋁生產(chǎn)的冶金鋁土礦占主要份額，約為總量 的 85%～90 。然而 ，作為鋁土 礦選 礦技 術(shù)水 平的一個(gè)標(biāo) 志而備受關(guān)注 的卻是其在磨料、耐火材料 和陶瓷 生產(chǎn) 中的應(yīng)用 。在概述初級(jí)金屬鋁產(chǎn) 品的加工鏈之后介紹兩種不同的冶金用途鋁土礦的選礦過(guò)程。這兩個(gè)過(guò)程均由德KAWApparate+Verfahen公司的技術(shù) 中心研究開(kāi)發(fā) ，但這個(gè)方法 的 目的有所 不同。一個(gè)方法 的 目的是減少高硅鋁土 礦的二 氧化硅含量 ，而另一個(gè)方法 的目的則是降低其中可反應(yīng)活性二 氧化硅 的含量 。對(duì) 一個(gè)采用重介 質(zhì)分離生 產(chǎn) 耐火材料原料的鋁土礦選礦廠作了介紹 。

近年來(lái)全球的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)導(dǎo)致對(duì)原材料需求的顯著增加。由此帶來(lái) 的價(jià)格上漲，影響金屬礦石由于新礦床的開(kāi)發(fā)不僅耗時(shí) ，而且需要充足 的資金投入 ，金屬礦石的生產(chǎn)企業(yè)嘗試通過(guò)提高現(xiàn)有礦山的產(chǎn)量來(lái)滿(mǎn)足增長(zhǎng)的需求 。目前較為有利的市場(chǎng)條件允許采取一些措施來(lái)開(kāi)發(fā)那些以前由于經(jīng)濟(jì)原因未被開(kāi)采的礦 區(qū)，以使預(yù)期的礦 山壽命不會(huì)因?yàn)槟戤a(chǎn)量的增加而縮短。 目前年產(chǎn)量約為 1.77億 t的鋁土礦是重要的有色金屬礦 石。鋁土 礦常用來(lái) 煉鋁 (就數(shù) 量而言)。所開(kāi)采鋁土礦的 9O ～95 被加工成氧化鋁。這些氧化鋁 的絕大部分用于生產(chǎn)金屬鋁 ，僅有約 1O%氧化鋁用于其他特定 目的，例如用作染料和洗滌劑 的添加劑 。其余 5 ～1O 的鋁土礦用作磨料、耐火材料和陶瓷生產(chǎn)或水泥添加劑

1 鋁 土礦礦床 的地域分布

通過(guò)定義不同的空間術(shù)語(yǔ)來(lái)簡(jiǎn)單描述鋁土礦礦床的地域分布。 基本單元為鋁土礦礦床，它主要由鋁土礦或起源相似的巖石組成 ，例如黏土狀鋁土礦、高硅鋁土礦等 ，它們?cè)谄鹪醇翱臻g上構(gòu)成一個(gè)整體單元，由一個(gè)或有時(shí)是多個(gè)孤立的礦體組成。 一個(gè)鋁土礦礦區(qū)由一組多個(gè)單獨(dú)的鋁土礦礦床組成，這些礦床具有相似的地質(zhì)特征。礦區(qū)表 面可延伸幾百到幾千平方公里的面積。 一個(gè)鋁土礦礦區(qū)是一個(gè)很大的地域單元 ，它 由幾個(gè)鋁土礦礦區(qū)組成，通常以宏觀構(gòu)造單元?jiǎng)澐?。

2 用 于 煉鋁 的鋁 土礦 如前所述，鋁土礦是重要 的煉鋁原料 。鋁金 屬的工業(yè)生產(chǎn)仍是一個(gè)兩段過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的原理在一百多年前就已經(jīng)被采用 ：

1)在氧化鋁廠(即精煉廠)利用拜耳法 由鋁土礦 原料生產(chǎn)中間產(chǎn)品—— 氧化鋁。

2)在電解廠中用電化學(xué)方法將熔融氧化鋁還原為金屬鋁(用霍爾一赫魯爾特熔融電解法)。

2.1 生產(chǎn)氧化鋁

拜耳 法源 于化 學(xué) 家 卡爾 一約 瑟夫 ·拜 耳 于 1887年和 1892年申請(qǐng)的發(fā)明，是一種選擇性 很高的提取化工過(guò)程 。在這個(gè)過(guò)程中，鋁土礦中的 氫氧化鋁被苛性鈉堿液在 高溫高壓下溶 出，而其 他 堿性組分仍留在固體殘余物中。 溶出溫度的選擇重要 ，在該溫度下鋁土礦 中的氫氧化鋁被溶解出來(lái) 。三水鋁石的溶出溫度為 11O～14O℃，而一水軟鋁石需要的溶 出溫度 為 180 ～28O℃、一水 硬 鋁 石 需 要 的溶 出溫 度 為 250～ 280℃。含有硅和鐵的組分 (稱(chēng)為赤泥)留在固體殘 余物中，在澄清濃縮機(jī) 中通過(guò)重力作用與被鋁酸鹽 飽和的堿液分離 ，獲得堿液溢流和濃縮的礦漿底流。下一步是將飽和溶液冷卻到 55～70℃，通過(guò)在 攪拌罐中添加循環(huán)使用的氫氧化鋁從飽和溶液中結(jié)晶出氫氧化鋁 。隨后將氫氧化鋁過(guò)濾，接著在 1200 ～1300℃溫度下在回轉(zhuǎn)窯或流態(tài)化床爐中煅燒。

2.2 生產(chǎn)初級(jí)金屬鋁

初級(jí)金屬鋁是根據(jù)霍爾一赫魯爾特方法通過(guò)熔融電解生產(chǎn)的，此方法于1886年由赫魯爾特在法國(guó)和霍爾在美國(guó)同時(shí)，但又相互獨(dú)立申請(qǐng) 。熔融電解在 95O～970℃下進(jìn)行 。電解槽中所用的直流槽電壓為 4 V，陽(yáng)極電流密度 0.6～1 A/cm。。在此 條件下氧化鋁在熔融 液中被分解 為液態(tài)鋁和氣態(tài) 氧。由于金屬鋁的密度高于電解熔融液，金屬鋁在熔融液的下方聚集成層(金屬浴)。每隔一定時(shí)間從 金屬浴中取出金屬鋁，并在液體狀態(tài)下送往半成品加工工序。

2.3 初級(jí)金屬鋁生產(chǎn)的物料流

上述生產(chǎn)初級(jí)金屬鋁的多段過(guò)程涉及一系列直 接的和誘生的物料 生嚴(yán) 1噸 初 級(jí)金 屬 錯(cuò) 所 涉 及 的 置 接 的和 誘 生 的 物 料 流 從體積上來(lái)看 ，重要的輸人流是鋁土礦原料。 所需鋁土礦原料用量在很大幅度變化 ，與原礦品位 的波動(dòng)有關(guān) 。后續(xù) 的過(guò)程中所需的物料量和能量與 鋁土礦的質(zhì)量無(wú)關(guān) ，而與煅燒和電解時(shí)所用的不 同 方法有關(guān)。加工鏈的效率基本上取決于所用鋁土礦的工藝 礦物學(xué)特性。主要的影響因素為：

1)可回收的 Al O。含量;

2)可反應(yīng)的二氧化硅的量 ;

3)TiO2含量 ;