我國鋁礬土品位下降對棕剛玉冶煉影響的研究

韋 凱

（貴州大學材料與冶金學院，貴州 貴陽 550025）

我國優質新鋁礬土礦的市場表現基本滿足了市場需求，不能阻擋建材行業的快速穩定發展，特別是我國棕剛玉加工行業優質鋁礬土礦的產供矛盾十分突出認真的。在對近年來我國鋁礬土礦資源的開發及其在我國冶煉工業中的綜合利用，將是我國鋁礬土礦資源開發利用的一項重要貢獻描述?；谕ㄟ^對棕剛玉冶煉產品生產過程中鋁礬土礦礦物中雜質和鋁元素的化學反應機理及其對冶煉產品工藝性能的直接影響分析，指出在生產過程中，鋁礬土礦礦物中雜質和鋁元素的化學反應機理對熔制產品的工藝性能有顯著影響鋁礬土礦資源質量對我國冶煉行業生產績效的影響，對我國冶煉行業的未來發展提出了建議。

優質鋁礬土礦資源的缺乏對依賴鋁礬土礦資源的棕剛玉行業產生了重大影響。原材料主要供應不足，價格上漲，礦石供應水平下降，導致生產成本上升，技術經濟指標惡化，市場競爭力下降，嚴重影響我國棕剛玉行業的健康可持續發展因此改進現有棕剛玉精煉工藝是棕剛玉工業的一個重要研究方向。

1 相關概念

1.1 鋁礬土

也稱為鋁土礦或鋁土礦，濕氧化鋁中含有雜質的主要成分氧化鋁是一種土壤類型。因含鐵量而呈白色或灰色、棕黃色或淺紅色。45 g/cm3，硬度1～3，不透明，易碎德伊很難融化。它不溶于水，但易溶于硫酸和氫氧化鈉溶液宋。它主要用于熔鋁和生產耐火材料用過。他的成分極其復雜，是攜帶各種地質來源的鋁礦石的水的總稱gt.至例如，波希米亞人，散居石和三水鋁石（Al2O3，3H2O）；一些由散居石和高嶺石（2SiO2）（18322O3，2183“2H2O）組成；一些主要是高嶺石，隨著高嶺石含量的增加，它們形成一般的鋁土礦或高嶺石-噸鋁土礦通常是化學風化或外生作用的結果。只有少量的雜質礦物，如純鈦礦物和少量的粘土礦物。

1.2 棕剛玉冶煉

棕剛玉由鋁土礦和焦炭（無煙煤）在電弧爐中高溫熔融而成。棕剛玉研磨劑適用于磨削抗拉強度高的金屬，如棕剛玉具有純度高、結晶性好、流動性強、線膨脹小、耐腐蝕等特點委員會幾十家消防公司的實踐證明，產品在使用過程中具有不引入、不破碎、不開裂的特點特別地：其成本效益遠高于傳統棕剛玉，是棕剛玉耐火材料的最佳骨料和填料。

1.3 我國鋁礬土品位下降對我國棕剛玉加工冶煉技術影響重要性

棕剛玉是一種工業原料。棕剛玉因其硬度高、耐高溫氧化、化學穩定性好、磨削性能好等優點，成為陶瓷、冶金等領域的陶瓷材料，建筑材料和機械加工廣泛用作耐火原料和磨料。用過的鋁礬土礦是棕剛玉熔煉最重要的原料，也是棕剛玉生存的前提。我國大部分鋁礬土礦資源被利用，熔融鋁，只有一小部分用作耐火材料，剛玉研磨材料、陶瓷等化工產品的原料同樣用過。

我國鋁產量的快速擴張將導致優質鋁礬土礦資源緊缺，鋁礬土的礦源可用于冶煉棕剛玉更短。同時熔融棕剛玉的鋁礬土礦質量不斷下降，意味著冶煉棕剛玉的原料中礦物雜質含量不斷增加，這不僅影響了棕剛玉的熔煉工藝和產品質量，同時也大大增加了熔體的能耗高溫棕剛玉冶煉能耗和生產成本的增加，使棕剛玉生產企業的生存壓力非常大，利潤很低甚至很低丟了。如果相對便宜的產品是棕剛玉更難以承受高昂的成本。現在中國的一些中小企業已經無法維持生產成本的融化。

隨著我國優質耐用鋁礬土礦投入使用，在日益缺乏和鋁礬土礦生產質量的逐步降低，棕剛玉加工冶煉的原材料成本不斷增加，能源消耗也在增加。這不利于當前現代工業技術節能減排的產業發展戰略，不宜采用熔融棕剛玉，促進工業健康可持續發展。從目前的中國天然鋁礬土礦資源和鋁礬土礦-布朗-科隆產品工業的發展來看，未來的鋁礬土礦-布朗-科隆產品工業不僅會有所謂的生產和技術創新，而且，如何充分利用低硫優質天然鋁礬土礦資源，開發制造各種優質鋁礬土礦產品。

目前，我國豐富的天然鋁礬土礦資源優勢正在完全轉化為生產技術利用效益和綜合經濟利用效益。提高我國鋁礬土礦資源的有效綜合利用率，使我國鋁礬土礦棕剛玉產業未來健康、可持續發展。

2 鋁礬土品位下降對棕剛玉冶煉的影響

2.1 棕剛玉冶煉

在我國棕剛玉鑄造廠的生產和使用中，正確選擇熔煉燃料的來源和熔煉燃料的質量控制非常重要。因為原料的選擇直接關系到原料的質量，在一定程度上提供服務和使用原材料。其中一個熔金棕剛玉的主要原料是一種輕質、耐高溫的鋁礬土礦。輕質高溫耐熱鋁礬土礦主要采用石灰石鋁礬土礦在1000℃～1200℃，進行輕高溫焙燒和熱處理，以提高其材料質量，有效降低材料生產消耗。

在一次實驗中，對窯內焙燒和未經窯內焙燒的兩種原料進行了多種工藝分析和比較。結果表明，采用煅燒鋁礬土礦，單位鍋爐材料能耗可降低14%鋁礬土我國主要是一種高硅低硅鐵鋁礬土礦。鋁礬土礦的硅含量越高，其質量越好。但棕剛玉作為我國熔體最重要的技術質量和經濟指標，其質量在很大程度上取決于鋁礬土礦的質量和質量，而鋁礬土礦是最重要的冶煉原料之一，其最重要的技術質量和經濟指標將是棕剛玉。

2.2 棕剛玉出爐冷卻

作為高能耗的副產品，節能對現代工業棕剛玉尤為重要，鋁礬土礦的優良品質直接決定了產品的能耗，因為鋁礬土礦生產質量對褐煤生產工藝和經濟指標的影響很大。在中國有很多相關的研究和統計工作中，對熔化爐的單位小時電耗和原材料消耗進行了定量和定性分析。該廠主要使用優質鋁礬土礦，硅dalumin比值為11.57至18.44。當二氧化硅的鋁含量比增加1時，熔體1t的電耗每年可顯著降低71.6kva。

結果表明，采用高成本比的優質鋁礬土礦，電廠小時電耗低，冶煉1t棕剛玉的優質鋁礬土礦總功率低。在第七工業磨盤節能數據庫統計中，鋁礬土礦鋁比與主要冶煉工藝質量經濟指標的關系對比。性能越好，熔融燃料生產過程易于檢測，爐況穩定，每小時熔融性能高，機組電耗低，熔融燃料能耗低，鋁礬土礦中雜質SiO2含量越低，爐況越復雜，裝置電耗越高，性能也越差，甚至會給剛玉加工帶來困難。

可以認為，我國優質鋁礬土礦資源的缺乏和鋁礬土礦質量的不斷降低，不僅增加了布拉肯德基冶煉的成本和能耗，而且熔煉過程更難控制。此外，產品的經濟指標會惡化，產品質量不穩定，市場競爭力會下降。

2.3 雜質礦物成分對棕剛玉冶煉工藝及產品性能的影響

隨著鋁礬土礦質量的不斷降低，用于棕剛玉熔煉的鋁礬土礦雜質含量不斷增加，由于不同雜質在熔煉過程中的反應行為，在熔煉過程中雜質含量的控制不容忽視。由于剛玉的高溫和晶體結構中的賦存狀態，有的對棕剛玉的熔化過程和晶體結構的性能有很大的影響，但有的對產品性能影響不大，將用于增加電力消耗和生產成本。熔融過程中各種雜質和添加元素的反應及其對熔融過程和棕剛玉產品性能的影響如下。

2.3.1 Fe2O3

Fe2O3是一種可用于熔煉棕剛玉的雜質，因為在熔煉過程中，Fe2O3在輕微燃燒的鋁土礦中還原為鐵，然后形成硅鐵合金，從而減少了鐵填料的添加量。Fe2O3在還原熔融過程中，仍有極少量的Fe2O3和氧化鋁形成鐵鋁錠，對棕剛玉鋁的質量有一定的影響有。如果鋁土礦中三氧化二鐵含量過高，這將不僅是棕剛玉的品質同時也大大增加了能源消耗。

2.3.2 SiO2

當Fe2O3還原到一定濃度時，SiO2開始減少，與元素鐵結合形成高比重的硅鐵合金。在剛玉礦物相中，也會有少量的SiO2與Al2O3、Cao結合，減少莫來石、斜長石、軟化等硬度較低的礦物雜質這個冶煉實踐表明，當SiO2含量超過5%時，爐況將不穩定，電極和膠水容易連接，增加了操作難度，減少了生產過程，使質量不穩定。剛玉塊體電耗較高，各種原輔材料消耗量也將增加。

2.3.3 TiO2

在剛玉冷卻過程中，鈦氧化物主要由鈦白粉和液晶接觸面上的二氧化鈦組成；鈦氧化物主要是Ti2O3，溶解在剛玉晶體中或在剛玉晶界以玻璃的形式溶解這個固溶體Ti2O3可以提高剛玉的硬度，而不溶性Ti2O3和TiO2能促進棕剛玉晶體的微晶化，提高剛玉的韌性和沖擊韌性在棕剛玉的顏色對氧化鈦的種類、固含量和結晶大小有重要影響角色。如果鋁土礦中含有過量的TiO2，則Al2O3反應生成鈦酸鋁，影響棕剛玉的質量。

2.3.4 Na2O和K2O

Na2O和K2O等堿金屬對棕剛玉的品質是有害的,在冶煉的過程中雖然部分經高溫會揮發,但是不能被還原,會與Al2O3生成高鋁酸鈉、高鋁酸鉀和玻璃質等硬度較低的礦物,從而影響棕剛玉的質量。

2.3.5 其它添加元素

為了提高剛玉的質量，經常加入其他礦物元素來改善剛玉的性能。在通過與美國、俄羅斯等國家的比較，對我國棕剛玉熔煉過程中雜質反應行為的理論研究。特別是對棕剛玉熔融過程中堿金屬、堿土金屬、硫等有害雜質礦物的行為和賦存狀態的理論研究，還沒有明確的認識結論。鋁土礦原料短缺的現狀隨著我國棕剛玉行業鋁土礦質量的不斷降低，必須從基礎理論上考察雜質的反應行為及其對冶煉過程和產品性能的影響，適應棕剛玉冶煉生產工藝改進或研究新的生產工藝，實現我國棕剛玉產業的健康可持續發展。

3 棕剛玉冶煉過程中對鋁礬土的要求

我們知道，鋁土礦是棕剛玉精煉的主要成分，對鋁土礦的要求并不是武斷的。因為鋁土礦的質量與精煉工藝和棕剛玉的質量相近這個鋁土礦中氧化鋁含量不得低于85%。原料中氧化鉬含量越高，熔煉工藝越簡單，棕剛玉的質量越好但是鋁土礦目前只是無恥地開采，其純度遠遠不高。許多公司的鋁土礦中鋁含量可以達到75%以上。鋁土礦中氧化硅含量不得超過4%。氧化硅的存在主要影響棕剛玉的性能。硅含量越高，耐高溫性能越差。作為耐火材料，如果鋁含量為96%。氧化鈣、氧化鎂等雜質含量不得高于6%。鋁土礦中的雜質不僅是氧化硅，還有許多其他雜質。這些雜質能在棕剛玉上發生強烈的熔合。因此，我們必須嚴格控制這些雜質的含量。則氧化硅的含量盡可能的要控制在12%以下。

4 我國鋁礬土品位下降對棕剛玉冶煉影響的發展趨勢

資源短缺導致鋁土礦價格上漲。目前，脫水輕燒鋁土礦價格已突破千元品牌。鋁土礦的價格約為棕剛玉生產成本的1/3-1/2。同時，鋁土礦的質量也是棕剛玉。質量的下降意味著原料中的棕珊瑚和礦物雜質融化這是不僅會影響棕剛玉的熔煉工藝和產品質量，而且會顯著增加熔體的能耗。

隨著我國的優質耐用鋁土礦投入使用，日益缺乏鋁土礦，且生產的質量在逐步下降。棕剛玉的加工冶煉原材料成本不斷增加，能源消耗也在增加。這不利于當前現代工業技術，也不符合節能減排的產業發展戰略，宜采用熔融棕剛玉，促進工業健康可持續發展。從目前的中國天然鋁土礦資源和鋁土礦-布朗-科隆產品工業的發展來看，未來的鋁土礦-布朗-科隆產品工業不僅會有所謂的生產和技術創新，而且，如何充分利用低硫優質天然鋁土礦資源，開發制造各種優質鋁土礦產品，目前，我國豐富的天然鋁土礦資源優勢正在完全轉化為生產技術利用效益和綜合經濟利用效益，提高我國鋁土礦資源的有效綜合利用率，確保我國鋁土礦布朗科朗制品工業的未來發展。

5 結語

冶煉棕剛玉的鋁礬土在不斷下降,品味下降意味著冶煉棕剛玉的原料中礦物雜質含量增加,這不僅對棕剛玉的冶煉工藝和產品品質產生影響,而且也會大大增加其冶煉的能耗。因此,棕剛玉的節能生產已刻不容緩。所以,鋁礬土在棕剛玉行業中的利用狀況不容樂觀,棕剛玉行業的發展需要尋找其他的出路。