鋁土礦是鋁氧、陶瓷、耐火工業(yè)的天然原料，我國已探明儲量25億噸，占世界總儲量2.4%，每年開采量占世界總開采量8%。建國后，國家先后在鋁土礦資源豐富的山西陽泉、貴州貴陽、河南澠池建立了鋁土礦原料生產基地，滿足了當時國民經濟建設快速發(fā)展的需求，同時也積累了鋁土礦原料生產的經驗和教訓。改革開放后，民營企業(yè)得到迅猛發(fā)展，鋁土礦原料產量大幅增加，但一直以煅燒天然塊料為主，資源利用差，能耗高，污染嚴重。

       鋁土礦是可用盡且不可再生的寶貴資源，我國耐火材料約有65%屬于Al2O3-SiO2系產品，其中的65%左右產品都以鋁土礦為原料，尤其近年來隨著氧化鋁生產的高速發(fā)展，過度地開采和生產加工致使我國鋁土礦資源日趨匱乏，資源保有儲量快速下降，高鋁富礦供給矛盾更是嚴重突出。因此，在保障耐火材料和鋁工業(yè)健康發(fā)展的前提下，加強對提高我國鋁土礦資源利用率的研究，采取均化、提純等先進技術使天然原料品位、質量發(fā)生質的提升，不僅提高鋁土礦綜合利用水平和生產附加值，還為研發(fā)大量優(yōu)質合成新材料打下了堅實的基礎。

       資源特點

       鋁土礦是一水鋁石（Al2O3·H2O）與三水鋁石（Al2O3·3H2O）的混合物，并與其它礦物如高岺石（Al2O3·2SiO2·2H2O）等共生。我國鋁土礦多為一水鋁石-高岺石型，其特點是含Al2O3高、SiO2高、Fe2O3低，屬于難溶鋁土礦，不能直接用先進的拜耳法煉氧化鋁，但比較適合做耐火原料。由于礦床成因及賦存地質條件的影響，我國鋁土礦往往在同一礦層、同一區(qū)段，礦石品位差別很大，賦存呈“雞窩礦”，開采難度大，綜合利用率低。

       鋁土礦石的分級和有害雜質的去除（如Fe2O3、K2O、Na2O、MgO、CaO等）直接影響耐火材料品種和質量。應當指出，我國現行的“鋁土礦石技術條件”YB/T5057-1993（2005），僅規(guī)定了鋁土礦石各品級的鋁硅比（Al2O3：︰SiO2）,Al2O3、Fe2O3的質量指標（%）,適合用于生產氧化鋁、剛玉型研磨材料和高鋁水泥等由含水氧化鋁、氧化硅組成的鋁土礦，但對耐火原料鋁土礦石的礦山勘探造成很大困難。為達到耐火原料不同品級的要求，鋁土礦需實施分級開采，以控制Al2O3含量的范圍，目的是使化學成分和礦物組成達到穩(wěn)定，這是制造優(yōu)質耐火材料的前提條件。國外標準還要求耐火原料中的Al2O3含量波動范圍控制在1％～2％，而我國耐火原料從未達到這一指標，往往高達5％～10％，相當程度上制約了我國耐火材料制品質量的提高，也是我國高鋁爐襯使用壽命不高的原因之一。

       利用現狀

       近年來，我國平均每年消耗優(yōu)質鋁土礦1億噸左右，其中鋁工業(yè)8000萬噸，耐火材料1500萬噸，陶瓷及其它工業(yè)500萬噸。我國鋁土礦石開采大都是人工選礦分級，規(guī)模小，20％～30％碎礦以及低品位礦石被遺棄，資源利用率很低。其原因：一是目前煅燒窯爐主要以燃氣方倒焰窯和煤粉回轉窯為主，近年發(fā)展了新型燃氣機械化豎爐，但這些爐型只能煅燒塊料，回轉窯煅燒大于5mm塊料，倒焰窯和豎爐煅燒大于40mm塊料，碎礦不能被有效利用；二是隨著國內外市場銷售情況的變化，特級、Ⅰ級礦石供不應求，Ⅱ、Ⅲ級礦石滯銷，礦山開采普遍存在采富棄貧的現象；三是礦石相當程度的混級，致使塊料煅燒質量波動，部分嚴重混級礦被遺棄，大概每生產1噸合格成品料就要消耗4噸～5噸地質儲量，資源利用率僅20％～30％。

       經過30多年如此無序開采和不當利用，致使鋁土礦資源供需矛盾突出，山西陽泉等地鋁土礦開采高峰期已過，河南、山東某些地區(qū)出現鋁土礦資源供應緊張局面。河南耐火材料生產所用的Al2O3>80%礬土熟料主要依靠山西供應，價格上揚，但品位降低。尤其隨著全國新建、在建氧化鋁項目逐步投產，鋁土礦資源爭奪更加激烈，已成為近來行業(yè)間關系緊張的的顯著特征。在調整與優(yōu)化產品結構的影響下，鋁土礦分級供應耐火材料和氧化鋁行業(yè)流行的傳統觀念已難以實現。

       提高資源利用率的辦法

       當前，我國鋁土礦資源供應日益緊缺，迫切需要采取有效辦法提高鋁土礦資源利用率。回顧幾十年的生產實踐，發(fā)展均質化新技術的必要性已毋庸置疑。采用科學的工藝和先進的裝備，充分利用大量中低品位礦以及混級礦和碎礦，制備具有優(yōu)異性能的系列礬土基均化料，重點是莫來石均化料，有條件的企業(yè)上浮選提純，或采用電熔的辦法減少原料雜質，或者加入少量添加物改善材料的顯微結構，提高材料性能，使我國鋁土礦資源利用率從現在的20％提高到80％以上，實現了可持續(xù)發(fā)展。發(fā)展均化料系列化產品可有效促進鋁土礦原料質量、性能和附加值升級，還可以實現鋁土礦山大規(guī)模機械化開采，形成采、燒一整套適應資源特點的現代化生產系統，因此，發(fā)展鋁土礦均化料，具有重要的現實意義和廣闊的市場前景。

       我國鋁土礦均化料正式研究工作始于上世紀70年代的陽泉工程，“八五”列入攻關課題，至今已有較為堅實的研究和生產基礎。近年來一些學者的實驗室數據證明礬土基莫來石均化料具有優(yōu)異的高溫力學性能，如高溫斷裂強度，當剛玉/莫來石75：25或25：75為最好，高溫蠕變性能好壞排列順序為Ⅱ等高鋁＞Ⅰ等高鋁＞Ⅲ等高鋁等，并非燒結高鋁礬土中Al2O3含量越高越好，進一步從理論上支持了多年來我國鋁土礦發(fā)展均化料的思路和決心。

       技術進步與產品發(fā)展

       近年來，我國鋁土礦均質化技術發(fā)展很快，生產線建設方興未艾。鋁土礦均質化處理濕法生產工藝因其產品質量好，經濟收益高而獲得廣泛認可，但是不管在制得泥漿采用壓濾、擠泥還是噴霧干燥；成型選用壓球機、等靜壓機或是自動液壓機；煅燒窯爐選用隧道窯還是新型氣燒豎窯等方面，還在實踐比較之中。由于產地原料、采用工藝、煅燒設備的不同，目前國內生產的高鋁均化料產品尚未形成系列化。從市場需求看，高鋁均化料（Al2O3 88％）雖比當前特級鋁土原料價位高許多（>1000元/t），但由于產品均勻，質量好，已為市場接受，并有取代電熔棕剛玉之勢。沿襲冶金工業(yè)使用習慣，從我國鋁土礦資源多為二級料的實際出發(fā)，高鋁均化料可著重生產Al2O385與Al2O380牌號，前者用于煉鋼系統耐火材料，后者用于煉鐵系統耐火材料，不應過分追求Al2O3越高越好。

       鋁土礦均質化技術發(fā)展還有許多課題值得研究。首先研究制定適合耐火用鋁土礦分類標準，使鋁土礦勘探有章可循。我國鋁土礦雖儲量豐富，但各地區(qū)自然生成狀況及礦石結構差異很大，應采取分級開采、分級煅燒的辦法；其次研究制定均化料系列產品標準，使均化料產品應用得到更大范圍的推廣，這已逐漸成為行業(yè)的共識；三是有條件推廣浮選提純工藝。浮選工藝固然是提高原料品位的好方法，但增加了基建投資和生產運行成本，采用浮選工藝關鍵是經濟上可行，有條件的企業(yè)可利用積存低價混級礦建廠示范。

   （作者單位：山西省陽泉市質量技術監(jiān)督檢驗測試所）