“像雞肋一樣，食之無(wú)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(huì)不由自主地發(fā)出這樣的感慨。
　　而如今，隨著中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所（簡(jiǎn)稱“中國(guó)地調(diào)局成都綜合所”）對(duì)重慶地區(qū)中低品位鋁土礦擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)的成功，以及“黔渝地區(qū)中低品位鋁土礦鐵礦可利用性評(píng)價(jià)”項(xiàng)目順利通過(guò)專家組的評(píng)審驗(yàn)收，這些過(guò)去幾乎等同于廢石的低品位鋁土礦將成為“香餑餑”。
　　“我們對(duì)重慶地區(qū)中低品位鋁土礦的選礦工藝研究，已進(jìn)行了擴(kuò)大連續(xù)試驗(yàn)，結(jié)果十分理想，得到了中國(guó)鋁業(yè)公司的高度肯定。”成都綜合所所長(zhǎng)劉亞川十分興奮地說(shuō)，“我國(guó)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(guó)數(shù)億噸低品位鋁土礦徹底‘翻身’。”
　　手握資源卻“討飯”
　　我國(guó)鋁土礦資源相對(duì)比較豐富。根據(jù)國(guó)土資源部公布的資料，截至2008年底，全國(guó)查明鋁土礦產(chǎn)地425處，保有資源儲(chǔ)量為32.23億噸，分布于20個(gè)省(區(qū))，主要集中地為：山西9.95億噸(基礎(chǔ)儲(chǔ)量1.15億噸)、廣西5.10億噸(基礎(chǔ)儲(chǔ)量1.35億噸)、貴州5.10億噸(基礎(chǔ)儲(chǔ)量2.05億噸)和河南6.96億噸(基礎(chǔ)儲(chǔ)量2.03億噸)，這4省區(qū)合計(jì)查明鋁土礦資源儲(chǔ)量27.11億噸(基礎(chǔ)儲(chǔ)量6.58億噸)，約占全國(guó)查明鋁土礦資源儲(chǔ)量的86.6%，基礎(chǔ)儲(chǔ)量的89.5%。
　　“盡管我國(guó)的鋁土礦資源相對(duì)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(kāi)發(fā)利用難度的增加，所以，實(shí)際上適合經(jīng)濟(jì)開(kāi)采和利用的鋁土礦資源量比較少。”劉亞川介紹，我國(guó)鋁土礦主要以高嶺石－一水硬鋁石型為主，約占總儲(chǔ)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/S≥8)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(xì)小，嵌鑲關(guān)系密切，洗選困難。
　　我國(guó)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(guó)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(guó)鋁土礦中還含有伊利石等硅礦物，不能通過(guò)簡(jiǎn)單的預(yù)脫硅予以去除，這些礦物在礦漿升溫預(yù)熱過(guò)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(guó)鋁土礦資源的特點(diǎn)，一些科研單位和礦山企業(yè)相應(yīng)開(kāi)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(guó)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(wèn)題，其經(jīng)濟(jì)性不佳。”成都綜合所副研究員閆武介紹說(shuō)。
　　值得一提的是，我國(guó)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(wú)疑對(duì)如何使其綜合開(kāi)發(fā)利用提出了新的課題。
　　“鋁工業(yè)是我國(guó)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)鋁土礦的需求量很大，而我國(guó)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(shì)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(jì)指標(biāo)惡化，生產(chǎn)成本將明顯上升，這將對(duì)我國(guó)氧化鋁工業(yè)的生產(chǎn)成本和競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。”劉亞川說(shuō)，“更重要的是，我國(guó)許多鋁土礦資源因品位低難以利用，不得不從國(guó)外大量進(jìn)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(guó)鋁土礦資源相對(duì)不足的難題，已成為當(dāng)務(wù)之急。”
　　打破低品位的“枷鎖”
　　立足國(guó)家整體戰(zhàn)略，加強(qiáng)對(duì)中低品位鋁土礦開(kāi)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(kāi)始謀劃此項(xiàng)工作，并在2010年初在中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的支持下，開(kāi)展了地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查評(píng)價(jià)工作項(xiàng)目。
　　該項(xiàng)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(duì)象，開(kāi)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(jìn)的選冶技術(shù)、工藝和設(shè)備，開(kāi)發(fā)適合該類型礦石性質(zhì)的選冶新工藝、新藥劑：對(duì)該地區(qū)中低品位鐵、鋁礦石進(jìn)行可利用性評(píng)價(jià)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(jì)指標(biāo)，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(guó)家鋁鐵資源儲(chǔ)量，為同類礦石的開(kāi)發(fā)利用提供技術(shù)支撐。
　　據(jù)了解，之所以選擇重慶的中低品位鋁土礦進(jìn)行研究，不僅因?yàn)橹貞c地區(qū)鋁土礦儲(chǔ)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(dāng)?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(dāng)時(shí)，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(lái)的生產(chǎn)成本高、企業(yè)效益差的問(wèn)題，已成為重慶實(shí)施‘千億元鋁產(chǎn)業(yè)鏈’的關(guān)鍵。”劉亞川說(shuō)。
　　憑心而論，對(duì)中低品位鋁土礦的利用研究，成都綜合所并不占優(yōu)勢(shì)，而且以前許多科研單位多次對(duì)重慶地區(qū)的中低品位鋁土礦進(jìn)行過(guò)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(zhǎng)陳炳炎力排眾議，抱著為國(guó)家戰(zhàn)略全局考慮的思想，毅然決定實(shí)施此項(xiàng)目。
　　項(xiàng)目確定后，該所選派精兵強(qiáng)將，指派年輕有為的70后副研究員閆武具體負(fù)責(zé)該項(xiàng)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(lái)到該所，此前一直在做釩鈦磁鐵礦的科研工作，對(duì)鋁土礦并不熟悉。但之后的實(shí)踐證明，正因?yàn)殚Z武對(duì)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)思維的“框框”。
　　閆武跟項(xiàng)目組人員一起，通過(guò)對(duì)重慶地區(qū)中低品位鋁土礦進(jìn)行研究分析后認(rèn)為，該地區(qū)的鋁土礦含硫含硅高，脫硅十分困難。針對(duì)這一難點(diǎn)，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(yàn)看現(xiàn)象，在一次次試驗(yàn)、一次次失敗中不斷積累著經(jīng)驗(yàn)。有時(shí)他正在外面忙其他事情，腦子里忽然閃出一個(gè)新的想法，馬上就趕到試驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)。功夫不負(fù)有心人，在先后進(jìn)行了四五十次試驗(yàn)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(guò)關(guān)了，設(shè)備、工藝就可以簡(jiǎn)單，利于成本下降。”閆武說(shuō)，“現(xiàn)在對(duì)藥劑的要求很?chē)?yán)格，要求無(wú)毒，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，同時(shí)還要從經(jīng)濟(jì)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(shí)很難。”
　　其實(shí)，在項(xiàng)目剛開(kāi)始時(shí)，閆武僅用了半年時(shí)間就研發(fā)出了新的藥劑，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也基本符合要求，但這種藥劑應(yīng)用在低硫的中低品位鋁土礦可以，而對(duì)高硫的中低品位鋁土礦效果卻并不太理想。對(duì)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(fèi)了大半年心血才研發(fā)出的藥劑，說(shuō)拋棄就拋棄了，當(dāng)時(shí)還真舍不得。”現(xiàn)在回想起來(lái)，閆武還有點(diǎn)痛心，“不過(guò)，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(wèn)題徹底得到了解決。
　　實(shí)際上，閆武項(xiàng)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(xiàng)目的研發(fā)工作后，通過(guò)查詢才知道，類似的項(xiàng)目在許多科研單位已進(jìn)行了多年，但一直沒(méi)有突破。
　　“許多科研單位對(duì)中低品位鋁土礦利用進(jìn)行過(guò)多年研究，但都沒(méi)有實(shí)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?yàn)橄嚓P(guān)資料缺乏，我當(dāng)時(shí)根本不知道這一情況。”現(xiàn)在回想起來(lái)，閆武笑笑說(shuō)，“如果當(dāng)時(shí)我知道這些情況，也許就不敢承擔(dān)這個(gè)項(xiàng)目了。”
　　該項(xiàng)目的成功，對(duì)成都綜合所及閆武本人來(lái)說(shuō)都是一個(gè)極大的鼓舞。在此基礎(chǔ)上，成都綜合所又繼續(xù)擴(kuò)大科研工作，于2012年9月實(shí)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(xiàng)目，以加強(qiáng)對(duì)中低品位鋁土礦及其伴生資源的綜合利用研究。
　　鋁工業(yè)迎來(lái)“春天”
　　實(shí)際上，成都綜合所剛開(kāi)始啟動(dòng)此項(xiàng)目時(shí)，許多科研單位包括礦山企業(yè)并不看好。而在2011年該項(xiàng)目取得突破后，立即引起了中鋁重慶分公司乃至中鋁公司總部的高度重視，他們派人全程參與了該項(xiàng)目的后期試驗(yàn)工作。
　　對(duì)中鋁重慶分公司來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)目的成功無(wú)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(wú)所適從。所以，當(dāng)他們得到該項(xiàng)目的初試結(jié)果后激動(dòng)不已，主動(dòng)上門(mén)與成都綜合所溝通，邀請(qǐng)閆武到該公司就鋁土礦的選礦工藝流程進(jìn)行商談。
　　在今年9月份該所進(jìn)行的擴(kuò)大連續(xù)性試驗(yàn)過(guò)程中，中鋁重慶分公司從取樣到試驗(yàn)，全過(guò)程派人參加。試驗(yàn)研究結(jié)果為：對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(guò)濾快速，濾餅含水量低，解決了鋁精礦過(guò)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(guò)‘選礦－拜耳法’工藝得到經(jīng)濟(jì)利用的。”閆武說(shuō)，“試驗(yàn)研制了高效浮選藥劑，使選礦取得了較好的技術(shù)指標(biāo)，完善了低品位鋁土礦利用工藝，達(dá)到了研究目標(biāo)，為我國(guó)數(shù)億噸低品位鋁土礦經(jīng)濟(jì)、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(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。”
　　既能高效利用中低品位鋁土礦，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。這項(xiàng)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(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。據(jù)了解，目前該公司正準(zhǔn)備按照成都綜合所的這一成果上馬年產(chǎn)80萬(wàn)噸氧化鋁的生產(chǎn)線。而對(duì)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(lái)說(shuō)，這更是個(gè)好消息，將從根本上解決重慶地區(qū)鋁土礦資源保障問(wèn)題。
　　“更重要的是，這項(xiàng)成果還可以輻射推廣到全國(guó)，有效盤(pán)活我國(guó)近3億噸的中低品位鋁土礦，對(duì)提高我國(guó)的鋁土礦資源保障能力、促進(jìn)鋁工業(yè)健康持續(xù)發(fā)展、保證國(guó)家戰(zhàn)略安全等都有著十分重要的意義。”劉亞川最后說(shuō)。