低品质铝土矿高值利用取得重大突破

　　铝土矿是生产氧化铝和铝的最主要原材料，而我国铝土矿储量仅占全球储量的3%，采储比仅4年，资源保障年限较短，且40%以上的铝土矿都属于高硫铝土矿，无法直接用于氧化铝生产。

　　一直以来，我国氧化铝行业面临着低品质铝土矿和赤泥利用两大技术瓶颈，低品质铝土矿的利用要解决资源的高效利用问题，赤泥的利用要解决规模化的有价金属回收和环境污染问题，任一方向的技术突破都将对我国氧化铝行业的健康稳定发展起到变革性的推动。

　　在我国贵州、河南和山西等地区，高硫铝土矿资源量高达20亿吨，且随着煤下铝土矿勘探步伐的加快，高硫铝土矿的资源量还会继续增加。硫进入拜耳法氧化铝生产流程后会使钢制设备的腐蚀泄露，致使氧化铝溶出系统根本无法正常连续运转，同时会降低氧化铝产率，劣化产品品质，生产能耗大幅上升。因此，氧化铝企业长期以来都对高硫铝土矿避而远之。

　　西安建筑科技大学粉体工程研究所陈延信教授团队从2012年开始进行贵州务川高硫铝土矿焙烧脱硫研究，通过基础试验和小型试验，确定了“干法制粉-悬浮态焙烧脱硫”的工艺技术路线，构建了“高硫铝土矿悬浮态焙烧脱硫-快速冷却”中试系统。

　　之后分别对重庆南川矿、河南三门峡矿、贵州猫场矿、贵州播州矿等地硫含量1.2%～4.2%的高硫铝土矿开展了焙烧脱硫评价试验研究，以脱硫率、能耗、氧化铝溶出率、预脱硅率、预脱钛率和赤泥沉降性能等为技术指标，分别对上述高硫矿开展了中试条件试验研究和连续性验证试验。

　　形成了“高硫铝土矿复合热反应机理”、“本质矿物特征与稀相悬浮焙烧反应过程特征的指向性规律及矿物微观组织变迁机理”、“稀相悬浮体系涉硫反应机理”、“基于稀相悬浮焙烧的铝土矿加工性能提升机制”等共性机理知识和“高硫铝土矿稀相悬浮焙烧工艺技术及装备”，集成为具有普遍适应性的“高硫铝土矿稀相悬浮焙烧提质理论与技术”。发表高水平研究论文12篇，授权专利4项，培养博硕士研究生4名。

　　200万吨/年高硫铝土矿焙烧提质工业示范生产线实景照片

　　2021年8月底，采用该技术建成的国家电力投资集团贵州遵义产业发展有限公司200万吨/年铝土矿焙烧提质工业示范生产线已完成168小时考核，目前全线超负荷平稳运行。

　　整个氧化铝生产系统的产能和稳定性大幅提高，增效降耗效果显著。硫含量1.5%的高硫铝土矿焙烧所得精矿中硫化物型硫含量降低至0.05%以下，基本消除了有害硫的影响，铝土矿的加工性能得到明显提升。

　　在矿石铝硅比5.5的情况下，与直接采用全硫含量0.15%的低硫矿相比，精矿进入溶出系统之后，预脱硅率提高10个百分点以上，实际溶出率提高4个百分点以上，预脱硅和溶出效果显著提升，原系统产能提高5%以上；氧化铝中铁含量降低至双零标准，赤泥沉降性能明显改善，蒸汽消耗大幅降低。使用该技术工艺的百万吨级氧化铝生产线，每年可为企业带来超过5亿元的直接经济效益！

　　高硫铝土矿稀相悬浮焙烧提质技术是氧化铝生产工艺的里程碑式技术革新，具有明显的中国特色，对我国数十亿吨低品质铝土矿的高效、高质、高值利用和战略资源安全保障影响深远。