鋁土礦是鋁氧、陶瓷、耐火工業的天然原料，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，民營企業得到迅猛發展，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健康發展的前提下，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，還為研發大量優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定，這是制造優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質鋁土礦1億噸左右，其中鋁工業8000萬噸，耐火材料1500萬噸，陶瓷及其它工業500萬噸。我國鋁土礦石開采大都是人工選礦分級，規模小，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，已成為近來行業間關系緊張的的顯著特征。在調整與優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，實現了可持續發展。發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展均化料的思路和決心。

       技術進步與產品發展

       近年來，我國鋁土礦均質化技術發展很快，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。沿襲冶金工業使用習慣，從我國鋁土礦資源多為二級料的實際出發，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督檢驗測試所）