我国铝矾土品位下降对棕刚玉冶炼影响的研究

韦 凯

（贵州大学材料与冶金学院，贵州 贵阳 550025）

我国优质新铝矾土矿的市场表现基本满足了市场需求，不能阻挡建材行业的快速稳定发展，特别是我国棕刚玉加工行业优质铝矾土矿的产供矛盾十分突出认真的。在对近年来我国铝矾土矿资源的开发及其在我国冶炼工业中的综合利用，将是我国铝矾土矿资源开发利用的一项重要贡献描述。基于通过对棕刚玉冶炼产品生产过程中铝矾土矿矿物中杂质和铝元素的化学反应机理及其对冶炼产品工艺性能的直接影响分析，指出在生产过程中，铝矾土矿矿物中杂质和铝元素的化学反应机理对熔制产品的工艺性能有显著影响铝矾土矿资源质量对我国冶炼行业生产绩效的影响，对我国冶炼行业的未来发展提出了建议。

优质铝矾土矿资源的缺乏对依赖铝矾土矿资源的棕刚玉行业产生了重大影响。原材料主要供应不足，价格上涨，矿石供应水平下降，导致生产成本上升，技术经济指标恶化，市场竞争力下降，严重影响我国棕刚玉行业的健康可持续发展因此改进现有棕刚玉精炼工艺是棕刚玉工业的一个重要研究方向。

1 相关概念

1.1 铝矾土

也称为铝土矿或铝土矿，湿氧化铝中含有杂质的主要成分氧化铝是一种土壤类型。因含铁量而呈白色或灰色、棕黄色或浅红色。45 g/cm3，硬度1～3，不透明，易碎德伊很难融化。它不溶于水，但易溶于硫酸和氢氧化钠溶液宋。它主要用于熔铝和生产耐火材料用过。他的成分极其复杂，是携带各种地质来源的铝矿石的水的总称gt.至例如，波希米亚人，散居石和三水铝石（Al2O3，3H2O）；一些由散居石和高岭石（2SiO2）（18322O3，2183“2H2O）组成；一些主要是高岭石，随着高岭石含量的增加，它们形成一般的铝土矿或高岭石-吨铝土矿通常是化学风化或外生作用的结果。只有少量的杂质矿物，如纯钛矿物和少量的粘土矿物。

1.2 棕刚玉冶炼

棕刚玉由铝土矿和焦炭（无烟煤）在电弧炉中高温熔融而成。棕刚玉研磨剂适用于磨削抗拉强度高的金属，如棕刚玉具有纯度高、结晶性好、流动性强、线膨胀小、耐腐蚀等特点委员会几十家消防公司的实践证明，产品在使用过程中具有不引入、不破碎、不开裂的特点特别地：其成本效益远高于传统棕刚玉，是棕刚玉耐火材料的最佳骨料和填料。

1.3 我国铝矾土品位下降对我国棕刚玉加工冶炼技术影响重要性

棕刚玉是一种工业原料。棕刚玉因其硬度高、耐高温氧化、化学稳定性好、磨削性能好等优点，成为陶瓷、冶金等领域的陶瓷材料，建筑材料和机械加工广泛用作耐火原料和磨料。用过的铝矾土矿是棕刚玉熔炼最重要的原料，也是棕刚玉生存的前提。我国大部分铝矾土矿资源被利用，熔融铝，只有一小部分用作耐火材料，刚玉研磨材料、陶瓷等化工产品的原料同样用过。

我国铝产量的快速扩张将导致优质铝矾土矿资源紧缺，铝矾土的矿源可用于冶炼棕刚玉更短。同时熔融棕刚玉的铝矾土矿质量不断下降，意味着冶炼棕刚玉的原料中矿物杂质含量不断增加，这不仅影响了棕刚玉的熔炼工艺和产品质量，同时也大大增加了熔体的能耗高温棕刚玉冶炼能耗和生产成本的增加，使棕刚玉生产企业的生存压力非常大，利润很低甚至很低丢了。如果相对便宜的产品是棕刚玉更难以承受高昂的成本。现在中国的一些中小企业已经无法维持生产成本的融化。

随着我国优质耐用铝矾土矿投入使用，在日益缺乏和铝矾土矿生产质量的逐步降低，棕刚玉加工冶炼的原材料成本不断增加，能源消耗也在增加。这不利于当前现代工业技术节能减排的产业发展战略，不宜采用熔融棕刚玉，促进工业健康可持续发展。从目前的中国天然铝矾土矿资源和铝矾土矿-布朗-科隆产品工业的发展来看，未来的铝矾土矿-布朗-科隆产品工业不仅会有所谓的生产和技术创新，而且，如何充分利用低硫优质天然铝矾土矿资源，开发制造各种优质铝矾土矿产品。

目前，我国丰富的天然铝矾土矿资源优势正在完全转化为生产技术利用效益和综合经济利用效益。提高我国铝矾土矿资源的有效综合利用率，使我国铝矾土矿棕刚玉产业未来健康、可持续发展。

2 铝矾土品位下降对棕刚玉冶炼的影响

2.1 棕刚玉冶炼

在我国棕刚玉铸造厂的生产和使用中，正确选择熔炼燃料的来源和熔炼燃料的质量控制非常重要。因为原料的选择直接关系到原料的质量，在一定程度上提供服务和使用原材料。其中一个熔金棕刚玉的主要原料是一种轻质、耐高温的铝矾土矿。轻质高温耐热铝矾土矿主要采用石灰石铝矾土矿在1000℃～1200℃，进行轻高温焙烧和热处理，以提高其材料质量，有效降低材料生产消耗。

在一次实验中，对窑内焙烧和未经窑内焙烧的两种原料进行了多种工艺分析和比较。结果表明，采用煅烧铝矾土矿，单位锅炉材料能耗可降低14%铝矾土我国主要是一种高硅低硅铁铝矾土矿。铝矾土矿的硅含量越高，其质量越好。但棕刚玉作为我国熔体最重要的技术质量和经济指标，其质量在很大程度上取决于铝矾土矿的质量和质量，而铝矾土矿是最重要的冶炼原料之一，其最重要的技术质量和经济指标将是棕刚玉。

2.2 棕刚玉出炉冷却

作为高能耗的副产品，节能对现代工业棕刚玉尤为重要，铝矾土矿的优良品质直接决定了产品的能耗，因为铝矾土矿生产质量对褐煤生产工艺和经济指标的影响很大。在中国有很多相关的研究和统计工作中，对熔化炉的单位小时电耗和原材料消耗进行了定量和定性分析。该厂主要使用优质铝矾土矿，硅dalumin比值为11.57至18.44。当二氧化硅的铝含量比增加1时，熔体1t的电耗每年可显著降低71.6kva。

结果表明，采用高成本比的优质铝矾土矿，电厂小时电耗低，冶炼1t棕刚玉的优质铝矾土矿总功率低。在第七工业磨盘节能数据库统计中，铝矾土矿铝比与主要冶炼工艺质量经济指标的关系对比。性能越好，熔融燃料生产过程易于检测，炉况稳定，每小时熔融性能高，机组电耗低，熔融燃料能耗低，铝矾土矿中杂质SiO2含量越低，炉况越复杂，装置电耗越高，性能也越差，甚至会给刚玉加工带来困难。

可以认为，我国优质铝矾土矿资源的缺乏和铝矾土矿质量的不断降低，不仅增加了布拉肯德基冶炼的成本和能耗，而且熔炼过程更难控制。此外，产品的经济指标会恶化，产品质量不稳定，市场竞争力会下降。

2.3 杂质矿物成分对棕刚玉冶炼工艺及产品性能的影响

随着铝矾土矿质量的不断降低，用于棕刚玉熔炼的铝矾土矿杂质含量不断增加，由于不同杂质在熔炼过程中的反应行为，在熔炼过程中杂质含量的控制不容忽视。由于刚玉的高温和晶体结构中的赋存状态，有的对棕刚玉的熔化过程和晶体结构的性能有很大的影响，但有的对产品性能影响不大，将用于增加电力消耗和生产成本。熔融过程中各种杂质和添加元素的反应及其对熔融过程和棕刚玉产品性能的影响如下。

2.3.1 Fe2O3

Fe2O3是一种可用于熔炼棕刚玉的杂质，因为在熔炼过程中，Fe2O3在轻微燃烧的铝土矿中还原为铁，然后形成硅铁合金，从而减少了铁填料的添加量。Fe2O3在还原熔融过程中，仍有极少量的Fe2O3和氧化铝形成铁铝锭，对棕刚玉铝的质量有一定的影响有。如果铝土矿中三氧化二铁含量过高，这将不仅是棕刚玉的品质同时也大大增加了能源消耗。

2.3.2 SiO2

当Fe2O3还原到一定浓度时，SiO2开始减少，与元素铁结合形成高比重的硅铁合金。在刚玉矿物相中，也会有少量的SiO2与Al2O3、Cao结合，减少莫来石、斜长石、软化等硬度较低的矿物杂质这个冶炼实践表明，当SiO2含量超过5%时，炉况将不稳定，电极和胶水容易连接，增加了操作难度，减少了生产过程，使质量不稳定。刚玉块体电耗较高，各种原辅材料消耗量也将增加。

2.3.3 TiO2

在刚玉冷却过程中，钛氧化物主要由钛白粉和液晶接触面上的二氧化钛组成；钛氧化物主要是Ti2O3，溶解在刚玉晶体中或在刚玉晶界以玻璃的形式溶解这个固溶体Ti2O3可以提高刚玉的硬度，而不溶性Ti2O3和TiO2能促进棕刚玉晶体的微晶化，提高刚玉的韧性和冲击韧性在棕刚玉的颜色对氧化钛的种类、固含量和结晶大小有重要影响角色。如果铝土矿中含有过量的TiO2，则Al2O3反应生成钛酸铝，影响棕刚玉的质量。

2.3.4 Na2O和K2O

Na2O和K2O等碱金属对棕刚玉的品质是有害的,在冶炼的过程中虽然部分经高温会挥发,但是不能被还原,会与Al2O3生成高铝酸钠、高铝酸钾和玻璃质等硬度较低的矿物,从而影响棕刚玉的质量。

2.3.5 其它添加元素

为了提高刚玉的质量，经常加入其他矿物元素来改善刚玉的性能。在通过与美国、俄罗斯等国家的比较，对我国棕刚玉熔炼过程中杂质反应行为的理论研究。特别是对棕刚玉熔融过程中碱金属、碱土金属、硫等有害杂质矿物的行为和赋存状态的理论研究，还没有明确的认识结论。铝土矿原料短缺的现状随着我国棕刚玉行业铝土矿质量的不断降低，必须从基础理论上考察杂质的反应行为及其对冶炼过程和产品性能的影响，适应棕刚玉冶炼生产工艺改进或研究新的生产工艺，实现我国棕刚玉产业的健康可持续发展。

3 棕刚玉冶炼过程中对铝矾土的要求

我们知道，铝土矿是棕刚玉精炼的主要成分，对铝土矿的要求并不是武断的。因为铝土矿的质量与精炼工艺和棕刚玉的质量相近这个铝土矿中氧化铝含量不得低于85%。原料中氧化钼含量越高，熔炼工艺越简单，棕刚玉的质量越好但是铝土矿目前只是无耻地开采，其纯度远远不高。许多公司的铝土矿中铝含量可以达到75%以上。铝土矿中氧化硅含量不得超过4%。氧化硅的存在主要影响棕刚玉的性能。硅含量越高，耐高温性能越差。作为耐火材料，如果铝含量为96%。氧化钙、氧化镁等杂质含量不得高于6%。铝土矿中的杂质不仅是氧化硅，还有许多其他杂质。这些杂质能在棕刚玉上发生强烈的熔合。因此，我们必须严格控制这些杂质的含量。则氧化硅的含量尽可能的要控制在12%以下。

4 我国铝矾土品位下降对棕刚玉冶炼影响的发展趋势

资源短缺导致铝土矿价格上涨。目前，脱水轻烧铝土矿价格已突破千元品牌。铝土矿的价格约为棕刚玉生产成本的1/3-1/2。同时，铝土矿的质量也是棕刚玉。质量的下降意味着原料中的棕珊瑚和矿物杂质融化这是不仅会影响棕刚玉的熔炼工艺和产品质量，而且会显著增加熔体的能耗。

随着我国的优质耐用铝土矿投入使用，日益缺乏铝土矿，且生产的质量在逐步下降。棕刚玉的加工冶炼原材料成本不断增加，能源消耗也在增加。这不利于当前现代工业技术，也不符合节能减排的产业发展战略，宜采用熔融棕刚玉，促进工业健康可持续发展。从目前的中国天然铝土矿资源和铝土矿-布朗-科隆产品工业的发展来看，未来的铝土矿-布朗-科隆产品工业不仅会有所谓的生产和技术创新，而且，如何充分利用低硫优质天然铝土矿资源，开发制造各种优质铝土矿产品，目前，我国丰富的天然铝土矿资源优势正在完全转化为生产技术利用效益和综合经济利用效益，提高我国铝土矿资源的有效综合利用率，确保我国铝土矿布朗科朗制品工业的未来发展。

5 结语

冶炼棕刚玉的铝矾土在不断下降,品味下降意味着冶炼棕刚玉的原料中矿物杂质含量增加,这不仅对棕刚玉的冶炼工艺和产品品质产生影响,而且也会大大增加其冶炼的能耗。因此,棕刚玉的节能生产已刻不容缓。所以,铝矾土在棕刚玉行业中的利用状况不容乐观,棕刚玉行业的发展需要寻找其他的出路。