联合法拜耳法和碱石灰烧结法是目前工业上生产氧化铝的主要方法,它们各有其优缺点和运用范围。而当生产规模较大时,采用拜耳法和烧结法的联合生产流程,可以兼有两种方法的优点,而消除其缺点,取得比单一的方法更好的经济效果,同时可以更充分利用铝矿资源。联合法可分为并联、串联和混联三种基本流程,它主要适用于A/S7~9的中低品位铝土矿。我国铝土矿资源特点是高铝高硅的中低品位的一水硬铝石矿,采用的生产方法是烧结法和联合法,联合法中的拜耳法(溶出温度高,苛性钠浓度大)也不同于国外处理三水铝石型铝土矿的拜耳法(溶出温度低,苛性钠浓度小),所以,我国氧化铝生产与国外相比能耗高,成本高。
即用硝酸、硫酸、盐酸等无机酸处理含铝原料而得到相应铝盐的酸性水溶液。然后使这些铝盐或水合物晶体(通过蒸发结晶)或碱式铝盐(水解结晶)从溶液中析出,亦可用碱中和这些铝盐水溶液,使其以氢氧化铝形式析出。煅烧氢氧化铝、各种铝盐的水合物或碱式铝盐,便得到氧化铝。
广东省工业分析中心承担的节能、低碳和环保科研项目包括国家发改委低碳认证试点项目《铝合金型材产品低碳认证》、广东省科技厅产学研项目《新一代节能铝-合成木复合型材的研发生产与工程示范》、佛山市科技项目《铝合金环境友好型钼系非铬化学转化处理技术开发及产业化》、广东省科技计划项目《节能型铝合金导线制造关键技术与应用》《铝加工业节能降耗及三废资源化关键技术开发与示范》、广东省低碳发展专项资金项目《碳排放交易体制机制》、佛山市项目《南海绿色铝型材产业标准联盟试点》、广州有色金属研究院创新项目《铝合金建筑隔热型材节能性能检测技术研究与应用》和《金属材料测试新方法研究评价与应用》等8项。《铝加工业节能降耗及三废资源化关键技术开发与示范》项目通过对铝加工行业高能耗装置和工艺进行技术改造,设计开发了燃油铝熔炼炉蓄热式燃烧系统、节能高频开关电源及有源滤波装置等技术,在广东坚美铝型材厂(集团)有限公司、广东豪美铝业股份有限公司、佛山市三水凤铝铝业有限公司建立了高能效环保新型铝熔炼炉、供用电与电能质量控制、铝型材加工废水循环利用等示范工程,技术成果向全国铝型材行业推广应用,以全国年产1000万吨铝型材产品,及铝材成品率80%估算,需熔铸铝锭1250万吨,按项目产业化应用实测的单位产品能耗计算,一年可节省能源33.81万吨标煤。实施烟气余热利用技术改造后,每年可节约标煤250.94吨,可减少CO2排放700吨以上,减少SO2产生3.34吨,减少SO2排排放0.5吨,减少NOX排放6.78吨。
广东省工业分析检测中心是我国从事金属材料、冶金产品、化工产品、再生资源质量检测、欧盟环保(RoHS)指令的有害物质检测、金属材料综合利用检测与咨询、评价以及分析测试技术研究的机构。中心始建于1971年,先后隶属于广州有色金属研究院、广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院),2015年12月经广东省机构编制批准成为广东省科学院属下的立二级事业法人单位。
铝土矿(bauxite)是一种风化残余成因的特殊沉积物,是潮湿的热带及亚热带气候条件下近地表风化作用的终产物(图1)。从经济地质学的角度来说,铝土矿泛指所有可供工业开采并用于提炼单质铝(Al)的矿石;依据当前冶炼工艺标准,任意矿石中三氧化二铝(Al2O3)含量大于40%,并且铝元素与硅元素含量之比(Al:Si)在1.8-2.6范围内的矿石,均可划归为铝土矿石。1821年,法国地质学家PierreBerthier在法国南部普罗旺斯省莱博(LesBauxdeProvence)发现并以发现地命名铝土矿沉积。目前国际上通行认可的铝土矿矿床分类方案来源于Bardossy(1982)的建议方案,依照基岩类型将铝土矿分为岩溶型(覆盖于碳酸盐岩地层之上)与红土型(覆盖于硅铝酸盐岩地层之上),若矿层内出现显著搬运作用证据,则为沉积型。铝土矿层中的矿物以铝矿物(一水硬铝石、一水软铝石、三水铝石)为主,兼有黏土矿物(如高岭石、伊利石、蒙脱石等)、铁矿物(赤铁矿、针铁矿、菱铁矿、黄铁矿等)、重矿物(金红石、锐钛矿、锆石等)(王庆飞等,2012)。
1.铝土矿沉积代表地层序列的沉积间断。根据D'ArgenioandMindszenty(1995)的统计,绝大多数铝土矿沉积代表着1-10Ma的沉积间断期,这些间断期持续时间远大于米兰科维奇旋回(Milankovichcycles)所引发的海平面变化周期,因此正常的海平面升降变化并不会导致铝土矿的形成。2.铝土矿沉积是一种气候敏感沉积物,可反映古气候条件。如现代红土沉积物多产出于温暖潮湿的气候环境,而现代铝土矿的产出位置严格受热带辐合带(ITCZ)控制(图2),铝土矿沉积被视为地质历史时期温暖潮湿古气候的记录(Bogatyrevetal.,2009)。3.铝土矿沉积(特别是大规模区域分布的)指示长期的(百万年尺度)垂向稳定构造背景,成矿区域内往往先期发生准平原化作用(Bardossy,1982)。全球性的铝土矿沉积均与地球系统演化存在很强的耦合性。Bardossy(1982)认为,自从大氧化事件(GreatOxygenationEvent,~24至25亿年)之后,地球大气层已含有足够的氧含量可产生富铝、富铁氧化物或矿物的红土型风化壳,但是这些风化产物很快被剥蚀再次进入旋回状态,并未保存在沉积记录中。此外,由于前寒武纪地层形成时间久远,历经漫长的地质历史,变质作用可能已地改变了原始矿物组成,使得铝矿物未能得以保存(Bogatyrevetal.,2009a)。目前已知早的铝土矿沉积记录来自于俄罗斯乌拉尔山Sayan地区寒武系矿床,矿物以一水硬铝石为主,部分铝矿物变质成为刚玉(Bogatyrevetal.,2009b)。奥陶纪至志留纪,未见大规模铝土矿沉积报道,而全球尺度的铝土矿大规模成矿期集中于中-晚泥盆世、晚三叠世至早侏罗世、晚白垩世、始新世至中新世、全新世(D'ArgenioandMindszenty,1995;Bogatyrevetal.,2009b)。结合全球板块运动历史、生物演化、火山活动、海平面变化及古气候演化等因素来看,铝土矿成矿作用的高峰期与陆地植被系统的出现、中生代温室气候等地质大事件存在关联。此外,全球范围内铝土矿成矿作用的衰退一般认为和冰期事件相关。例如,晚古生代冰期与全球范围内早石炭世至中二叠世铝土矿成矿作用的减弱一致。