“像雞肋一樣，食之無味，棄之可惜。”一提到鋁硅比為5以下的低品位鋁土礦，業(yè)內(nèi)人士就會不由自主地發(fā)出這樣的感慨。

       而如今，隨著中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源綜合利用研究所（以下簡稱成都綜合所）對重慶地區(qū)中低品位鋁土礦擴大連續(xù)試驗的成功，以及“黔渝地區(qū)中低品位鋁土礦鐵礦可利用性評價”項目順利通過專家組的評審驗收，這些過去幾乎等同于廢石的低品位鋁土礦將成為“香餑餑”了。

       “我們對重慶地區(qū)中低品位鋁土礦的選礦工藝研究，已進行了擴大連續(xù)試驗，結(jié)果十分理想，得到了中國鋁業(yè)公司的高度肯定。”成都綜合所所長劉亞川十分興奮地說，“我國鋁土礦的平均品位（鋁硅比）在4~5左右，如果這一成果得以推廣應(yīng)用，將使我國數(shù)億噸低品位鋁土礦徹底"翻身"。”

       “雞肋”遍地“食無味”

       我國鋁土礦資源相對比較豐富。根據(jù)國土資源部公布的資料，截至2008年底，全國查明鋁土礦產(chǎn)地425處，保有資源儲量為32.23億噸，分布于20個?。▍^(qū)），主要集中地為：山西9.95億噸（基礎(chǔ)儲量1.15億噸）、廣西5.10億噸（基礎(chǔ)儲量1.35億噸）、貴州5.10億噸（基礎(chǔ)儲量2.05億噸）和河南6.96億噸（基礎(chǔ)儲量2.03億噸），這4省區(qū)合計查明鋁土礦資源儲量27.11億噸（基礎(chǔ)儲量6.58億噸），約占全國查明鋁土礦資源儲量的86.6%，基礎(chǔ)儲量的89.5%。

       “盡管我國的鋁土礦資源相對豐富，但特殊的礦石性質(zhì)和占多數(shù)的中低品位礦石，直接決定了其開發(fā)利用難度的增加，所以，實際上適合經(jīng)濟開采和利用的鋁土礦資源量比較少。”劉亞川介紹，我國鋁土礦主要以高嶺石-一水硬鋁石型為主，約占總儲量的98%，屬于高鋁高硅低鐵難溶性礦石，鋁硅比偏低，約在4～6之間，溶出性能差。高鋁硅比(A/S8)的礦石很少，鋁硅比大于9的礦石僅占18.5%，其余80%以上的鋁土礦均為中低品位。鋁土礦礦石中氧化鋁平均含量為40%～60%，礦石中主要礦物嵌布粒度細小，嵌鑲關(guān)系密切，洗選困難。

       我國鋁土礦資源品位（鋁硅比）較低，這不僅造成了洗選利用困難，還造成了氧化鋁生產(chǎn)工藝復(fù)雜，增加了氧化鋁生產(chǎn)的難度和生產(chǎn)成本。據(jù)了解，由于我國大部分鋁土礦屬中低品位礦，如果直接用單純的拜耳法處理，將造成堿耗高、溶出率差、成本急劇升高，特別是我國鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物，不能通過簡單的預(yù)脫硅予以去除，這些礦物在礦漿升溫預(yù)熱過程中易于發(fā)生反應(yīng)，在換熱面上析出鈉硅渣，成為結(jié)疤，使傳熱系數(shù)迅速下降。

       “根據(jù)我國鋁土礦資源的特點，一些科研單位和礦山企業(yè)相應(yīng)開發(fā)出了燒結(jié)法和混聯(lián)法等技術(shù)以降低堿耗、提高氧化鋁的回收率，從而形成了我國2005年以前90%的氧化鋁生產(chǎn)能力。但是這兩種方法均需采用燒結(jié)法，這造成生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜龐大、基建投資增加、能耗高、難于控制、產(chǎn)品質(zhì)量較差等一系列問題，其經(jīng)濟性不佳。”成都綜合所副研究員閆武介紹說。

       值得一提的是，我國的鋁土礦共（伴）生組分多，主要共生礦產(chǎn)有耐火黏土、石灰?guī)r、鐵礦等，伴生組分有鎵、釩、鋰、鈦及稀土元素等，這無疑對如何使其綜合開發(fā)利用提出了新的課題。

       “鋁工業(yè)是我國的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟建設(shè)對鋁土礦的需求量很大，而我國又大多數(shù)是中低品位的鋁土礦。隨著鋁土礦供礦品位下降的趨勢日益加劇，燒結(jié)法的比例上升，礦石消耗、堿耗、能耗增加，循環(huán)效率和產(chǎn)出率降低，技術(shù)經(jīng)濟指標惡化，生產(chǎn)成本將明顯上升，這將對我國氧化鋁工業(yè)的生產(chǎn)成本和競爭力產(chǎn)生嚴重的影響。”劉亞川說，“更重要的是，我國許多鋁土礦資源因品位低難以利用，不得不從國外大量進口鋁土礦。如何有效利用鋁硅比5以下的中低品位鋁土礦，解決我國鋁土礦資源相對不足的難題，已成為當務(wù)之急。”

       科技攻關(guān)“貧”變“富”

       立足國家整體戰(zhàn)略，加強對中低品位鋁土礦開發(fā)利用技術(shù)的研究，是公益性地質(zhì)單位義不容辭的責(zé)任。成都綜合所在2009年底就開始謀劃此項工作，并在2010年初在中國地質(zhì)調(diào)查局的支持下，開展了地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評價工作項目。

       該項目的主要任務(wù)是：以黔渝地區(qū)中低品位鋁土礦、高磷難選鐵礦為研究對象，開展礦石工藝礦物學(xué)研究，查清礦石的物質(zhì)組成、有用礦物的賦存狀態(tài)和嵌布特征；采用先進的選冶技術(shù)、工藝和設(shè)備，開發(fā)適合該類型礦石性質(zhì)的選冶新工藝、新藥劑；對該地區(qū)中低品位鐵、鋁礦石進行可利用性評價研究，研發(fā)適應(yīng)該類礦石的加工工藝、合理流程，確定技術(shù)經(jīng)濟指標，使該地區(qū)同類中低品位鋁土礦、難選鐵礦得到合理利用，增加國家鋁鐵資源儲量，為同類礦石的開發(fā)利用提供技術(shù)支撐。

       據(jù)記者了解，之所以選擇重慶的中低品位鋁土礦進行研究，不僅因為重慶地區(qū)鋁土礦儲量大，礦石以低品位礦石為主，還在于重慶有中鋁公司重慶分公司、博賽礦業(yè)等礦業(yè)公司，當?shù)氐匿X工業(yè)發(fā)展亟需一種中低品位鋁土礦高效利用技術(shù)。

       “當時，重慶市委、市政府提出打造"千億元鋁產(chǎn)業(yè)鏈"的戰(zhàn)略部署，如何解決重慶鋁土礦鋁硅比低、礦石難選而帶來的生產(chǎn)成本高、企業(yè)效益差的問題，已成為重慶實施"千億元鋁產(chǎn)業(yè)鏈"的關(guān)鍵。”劉亞川說。

       憑心而論，對中低品位鋁土礦的利用研究，成都綜合所并不占優(yōu)勢，而且以前許多科研單位多次對重慶地區(qū)的中低品位鋁土礦進行過研究，效果均不理想。在一些科研人員顧慮的眼光中，劉亞川和主管科研的副所長陳炳炎力排眾議，抱著為國家戰(zhàn)略全局考慮的思想，毅然決定實施此項目。

       項目確定后，該所選派精兵強將，指派年輕有為的70后副研究員閆武具體負責(zé)該項目。1977年出生、中南大學(xué)選礦專業(yè)畢業(yè)的閆武2001年分配來到該所，此前一直在做釩鈦磁鐵礦的科研工作，對鋁土礦并不熟悉。但之后的實踐證明，正因為閆武對鋁土礦不熟悉，反而使其有了“初生牛犢不怕虎”的銳氣，少了幾分掣肘，更容易跳出傳統(tǒng)思想的“框框”。

       閆武跟項目組人員一起，通過對重慶地區(qū)中低品位鋁土礦進行研究分析后認為，該地區(qū)的鋁土礦含硫含硅高，脫硅十分困難。針對這一難點，他們圍繞脫硅這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確定了浮選脫硅工藝流程。

       浮選脫硅關(guān)鍵是藥劑的選擇。為了研發(fā)合適的藥劑，閆武在兩眼一抹黑的情況下，憑經(jīng)驗看現(xiàn)象，在一次次試驗、一次次失敗中不斷積累著經(jīng)驗。有時他正在外面忙其他事情，腦子里忽然閃出一個新的想法，馬上就趕到試驗室進行試驗。功夫不負有心人，在先后進行了四五十次試驗后，最后終于成功研發(fā)出了合適的藥劑。

       “浮選與重選相比更高效，而浮選的核心是藥劑的研發(fā)。如果藥劑過關(guān)了，設(shè)備、工藝就可以簡單，利于成本下降。”閆武說，“現(xiàn)在對藥劑的要求很嚴格，要求無毒，對環(huán)境不產(chǎn)生污染，同時還要從經(jīng)濟角度考慮，想法選用大宗原材料，以降低藥劑生產(chǎn)成本，確實很難。”

       其實，在項目剛開始時，閆武僅用了半年時間就研發(fā)出了新的藥劑，各項技術(shù)指標也基本符合要求，但這一藥劑應(yīng)用在低硫的中低品位鋁土礦可以，而對高硫的中低品位鋁土礦效果卻并不太理想。對科研工作精益求精、追求完美的閆武最后還是忍痛放棄了這種藥劑。

       “浪費了大半年心血才研發(fā)出的藥劑，說拋棄就拋棄了，當時還真舍不得。”現(xiàn)在回想起來，閆武還有點痛心，“不過，我們最終研發(fā)出的藥劑效果更好，適用范圍更廣，不論高硫還是低硫的中低品位鋁土礦，都很適用。”

       閆武他們最終成功了，最后確定的“選礦-拜耳法”工藝，使黔渝地區(qū)中低品位鋁土礦利用問題徹底得到了解決。

       實際上，閆武項目組之所以能成功，還得益于該所領(lǐng)導(dǎo)的支持。閆武在基本完成了該項目的研發(fā)工作后，通過查詢才知道，類似的項目在許多科研單位已進行了多年，但一直沒有突破。

       “許多科研單位對中低品位鋁土礦利用進行過多年研究，但都沒有實質(zhì)性突破，所確定的工藝流程往往能耗大、成本高，使企業(yè)處于虧損狀態(tài)。但是因為相關(guān)資料缺乏，我當時根本不知道這一情況。”現(xiàn)在回想起來，閆武笑笑說，“如果當時我知道這些情況，也許就不敢承擔(dān)這個項目了。”

       該項目的成功，對成都綜合所及閆武本人來說都是一個極大的鼓舞。在此基礎(chǔ)上，成都綜合所又繼續(xù)擴大科研工作，于2012年9月實施了“滇渝地區(qū)中低品位鋁土礦及其伴生資源合理利用技術(shù)研究”項目，以加強對中低品位鋁土礦及其伴生資源的綜合利用研究。

       “廢石成金”產(chǎn)業(yè)興

       實際上，成都綜合所剛開始啟動此項目時，許多科研單位包括礦山企業(yè)并不看好。而在2011年該項目取得突破后，立即引起了中鋁重慶分公司乃至總部的高度重視，他們派人全程參與了該項目的后期試驗工作。

       對中鋁重慶分公司來說，該項目的成功無疑是久旱逢甘霖。因原先的工藝成本太高而導(dǎo)致虧損，他們只能守著上億噸的中低品位鋁土礦而無所適從。所以，當他們得到該項目的初試結(jié)果后，激動不已，主動上門與成都綜合所溝通。就在記者采訪閆武時，該公司又主動打電話過來，邀請他到公司就鋁土礦的選礦工藝流程進行商談。

       在今年9月份該所進行的擴大連續(xù)性試驗過程中，中鋁重慶分公司從取樣到試驗，全過程派人參加。試驗研究結(jié)果為：對鋁硅比為5左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于10、氧化鋁回收率80%～87%；對鋁硅比為4.5左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于9、氧化鋁回收率大于75%；對鋁硅比為3左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于7、氧化鋁回收率60%～73%；對鋁硅比為1.9的極低品位鋁土礦，精礦鋁硅比大于7、氧化鋁回收率大于60%；鋁精礦在不加任何絮凝劑的條件下，過濾快速，濾餅含水量低，解決了鋁精礦過濾難題。

       “研究結(jié)果表明，重慶大部分低品位、難利用鋁土礦是可以通過"選礦-拜耳法"工藝得到經(jīng)濟利用的。”閆武說，“試驗研制了高效浮選藥劑，使選礦取得了較好的技術(shù)指標，完善了低品位鋁土礦利用工藝，達到了研究目標，為我國數(shù)億噸低品位鋁土礦經(jīng)濟、高效利用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。我們下一步還要繼續(xù)優(yōu)化藥劑配方，爭取早日實現(xiàn)工業(yè)化。”

       既能高效利用中低品位鋁土礦，又經(jīng)濟環(huán)保。這項成果的研發(fā)成功，為中鋁重慶分公司今后的發(fā)展奠定了堅實的資源基礎(chǔ)。據(jù)了解，目前該公司正準備按照成都綜合所的這一成果上馬年產(chǎn)80萬噸氧化鋁的生產(chǎn)線。而對重慶市委、市政府提出的打造“千億元鋁產(chǎn)業(yè)鏈”戰(zhàn)略部署來說，這更是個好消息，將從根本上解決重慶地區(qū)鋁土礦資源保障問題。

       “更重要的是，這項成果還可以輻射推廣到全國，有效盤活我國近3億噸的中低品位鋁土礦，對提高我國的鋁土礦資源保障能力、促進鋁工業(yè)健康持續(xù)發(fā)展、保證國家戰(zhàn)略安全等都有著十分重要的意義。”劉亞川最后說。