3月18日至4月12日，隨著中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)綜合利用研究所（以下簡稱成都綜合所）在中國鋁業(yè)(601600)重慶分公司選礦車間順利完成“重慶脫硫鋁土礦選礦脫硅工業(yè)試驗(yàn)”并獲得良好技術(shù)指標(biāo)，我國鋁工業(yè)發(fā)展的春天悄然來臨。
　　原料鋁硅比4.62，鋁精礦鋁硅比8.64，三氧化二鋁作業(yè)回收率83.87%；尾礦鋁硅比1.57，三氧化二鋁作業(yè)回收率16.13%……在工業(yè)試驗(yàn)現(xiàn)場，得到這樣一組漂亮的數(shù)據(jù)后，成都綜合所所長劉亞川、副所長陳炳炎、項(xiàng)目組具體負(fù)責(zé)人閆武和中鋁重慶分公司負(fù)責(zé)人激動(dòng)地?fù)肀г谝黄穑?ldquo;我們終于成功了！”
　　3年多持續(xù)攻關(guān)的艱辛瞬間被激動(dòng)的淚水所掩藏。而該項(xiàng)目對我國鋁工業(yè)發(fā)展所產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響卻正在釋放擴(kuò)大。正如劉亞川所言：這將從根本上解決我國數(shù)億噸中低品位鋁土礦的工業(yè)利用問題，減少我國鋁土礦的對外依存度，為掌握我國鋁工業(yè)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)奠定了堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)。
　　資源雖多難利用 對外依存度居高
　　如果只是簡單地以資源量來衡量的話，我國鋁土礦資源還是比較豐富的。華北地臺(tái)、揚(yáng)子地臺(tái)、華南褶皺系及東南沿海四個(gè)成礦區(qū)都具有較好的鋁土礦成礦條件，尤以晉中-晉北、豫西-晉南、黔北-黔中3個(gè)成礦帶成礦條件較好，資源遠(yuǎn)景誘人；桂西-滇東、川南-黔北等成礦帶也有一定遠(yuǎn)景。有關(guān)部門根據(jù)已有地質(zhì)條件和成礦條件分析，我國鋁土礦資源總量預(yù)計(jì)可達(dá)50億噸。
　　據(jù)國土資源部公布的資料顯示，截至2010年底，全國鋁土礦累計(jì)查明的資源儲(chǔ)量為37.5億噸，基礎(chǔ)儲(chǔ)量約為8.97億噸。近3年多來，在找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)實(shí)施過程中，我國進(jìn)一步加大了鋁土礦的勘查力度，隨著貴州務(wù)正道等一批新的大中型鋁土礦的發(fā)現(xiàn)和探明，我國累計(jì)查明的鋁土礦資源量繼續(xù)穩(wěn)步增加。
　　盡管我國鋁土礦資源相對豐富，但多數(shù)為中低品位難利用礦石。據(jù)了解，我國鋁土礦石多數(shù)為一水硬鋁石型低鋁硅比的中品位礦石。
　　“礦石為一水型硬鋁石，且鋁硅比（Al/Si）大于8的礦石量比率低，這種礦石不能直接使用拜耳法生產(chǎn)氧化鋁，必須使用特殊的選礦工藝才能獲得符合生產(chǎn)氧化鋁的高品位礦石，導(dǎo)致了國內(nèi)氧化鋁生產(chǎn)成本大大高于國外產(chǎn)品。”劉亞川分析說，為了進(jìn)一步降低氧化鋁生產(chǎn)成本，提高國際競爭力，國內(nèi)多家氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)開始進(jìn)口鋁土礦，使用拜耳法進(jìn)行生產(chǎn)。
　　一方面，我國的鋁土礦品位低、難利用，同等條件下不具有優(yōu)勢；另一方面，我國又是世界氧化鋁生產(chǎn)第二大國，鋁土礦資源需求大幅增長，這必然導(dǎo)致我國鋁土礦對外依存度不斷攀升。實(shí)際數(shù)據(jù)也印證了這一尷尬事實(shí)。據(jù)《2012年中國礦產(chǎn)資源報(bào)告》顯示，近年來我國鋁土礦進(jìn)口量呈連續(xù)快速增長之勢，對外依存度逐年提高，2011年我國鋁資源對外依存度甚至高達(dá)61.5%。這樣一來，我國的鋁工業(yè)發(fā)展必將受制于人。
　　“要想把我國鋁工業(yè)的飯碗端在自己手里，就必須加強(qiáng)鋁土礦綜合利用，真正解決中低品位難利用鋁土礦的工業(yè)利用問題，不僅要技術(shù)上可行，更要經(jīng)濟(jì)上合理，使其與從國外進(jìn)口的鋁土礦相比具有一定的競爭優(yōu)勢。”劉亞川說。
　　持續(xù)攻關(guān)不畏難 藥劑突破是關(guān)鍵
　　實(shí)際上，針對中低品位鋁土礦的利用，國內(nèi)已研究多年，也取得了不少成果，但不是技術(shù)上不過關(guān)，就是經(jīng)濟(jì)上不合理，這些成果并沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
　　在找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)啟動(dòng)后，作為國家公益性地調(diào)隊(duì)伍，在釩鈦磁鐵礦綜合利用領(lǐng)域多次取得突破的成都綜合所，把拓寬礦產(chǎn)資源綜合利用研究領(lǐng)域作為“開源”的主要抓手，緊密圍繞地調(diào)科研中心工作，發(fā)揮自身優(yōu)勢和特長，圍繞國家緊缺礦種，開展有針對性的研究和攻關(guān)，并把“難利用鐵礦資源開發(fā)利用技術(shù)”、“難利用銅多金屬礦資源開發(fā)利用技術(shù)”、“難利用鋁土礦資源開發(fā)利用技術(shù)”、“稀有稀散稀土金屬礦綜合利用技術(shù)”、“中低品位難選磷礦高效選礦技術(shù)”作為主攻的五大礦種。
　　重慶鋁土礦作為我國中低品位鋁土礦的代表，其礦床類型屬沉積型一水硬鋁石型鋁土礦，礦石以致密隱晶質(zhì)-膠狀結(jié)構(gòu)為主，組成礦物結(jié)晶差，粒度微細(xì)。同時(shí)，礦物混雜嵌布，含硅雜質(zhì)礦物形態(tài)復(fù)雜，礦石性質(zhì)差，屬于極難選礦石。國內(nèi)多家單位對該地區(qū)鋁土礦進(jìn)行了選礦研究，其選礦精礦鋁硅比低，三氧化二鋁回收率不高，選礦脫硅的指標(biāo)結(jié)果不理想。
　　2010年初，在中國地質(zhì)調(diào)查局的支持下，成都綜合所與中鋁重慶分公司正式簽訂協(xié)議，開始合作進(jìn)行“難利用鋁土礦資源開發(fā)利用技術(shù)”研究。3年多來，該所以難利用的重慶地區(qū)中低品位鋁土礦為研究對象，通過礦石工藝礦物學(xué)研究、選礦試驗(yàn)研究、冶金試驗(yàn)研究，根據(jù)中低品位鋁土礦石特點(diǎn)，以新藥劑、新工藝研究為重點(diǎn)，通過技術(shù)創(chuàng)新，在難利用鋁土礦方面進(jìn)行了持續(xù)研究。
　　“之所以選擇重慶鋁土礦，基于三方面的考慮。”劉亞川介紹說，一是因?yàn)樵撲X土礦屬于極難選礦石，在國內(nèi)具有代表意義；二是重慶市委、市政府提出要打造"千億元鋁產(chǎn)業(yè)鏈"，急需通過解決重慶鋁土礦難利用問題來提高資源保障能力；三是中鋁重慶分公司急需通過對重慶中低品位鋁土礦的綜合利用，來降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
　　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。閆武與項(xiàng)目組工作人員一起，通過對重慶地區(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。
　　提鋁降硅是鋁土礦選礦工作的重要目標(biāo)，而浮選脫硅的關(guān)鍵則是藥劑的選擇。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經(jīng)驗(yàn)，先后進(jìn)行了四五十次試驗(yàn)，最后終于成功研發(fā)出了一種高效的鋁土礦捕收劑EM505。
　　“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、工藝就可以簡單些，利于成本下降。”閆武說：“現(xiàn)在對藥劑的要求很嚴(yán)格，要求無毒，對環(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。”
　　藥劑的突破，無疑從根本上解決了重慶鋁土礦利用的關(guān)鍵技術(shù)問題。他們以鋁土礦捕收劑EM505為基礎(chǔ)，采用正浮選工藝，選礦試驗(yàn)結(jié)果十分理想：對鋁硅比為5左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于10、三氧化二鋁選礦回收率80%～87%；對鋁硅比為4.5左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于9、三氧化二鋁選礦回收率大于75%；對鋁硅比為3左右的鋁土礦，精礦鋁硅比大于7、三氧化二鋁選礦回收率60%～73%；對鋁硅比為1.9的極低品位鋁土礦，精礦鋁硅比大于7，三氧化二鋁選礦回收率大于60%。同時(shí)，他們又對鋁土礦選礦精礦進(jìn)行拜耳法溶出試驗(yàn)，結(jié)果也十分理想，表明重慶地區(qū)中低品位難利用鋁土礦可采用經(jīng)濟(jì)的“選礦拜耳法”工藝得到工業(yè)利用。
　　該項(xiàng)目的成功，對成都綜合所及閆武本人來說都是一個(gè)極大鼓舞。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)對中低品位鋁土礦及其伴生資源的綜合利用研究。
　　工業(yè)試驗(yàn)盡開顏 “強(qiáng)鋁之夢”不遙遠(yuǎn)
　　工業(yè)試驗(yàn)是檢驗(yàn)試驗(yàn)室成果的試金石，也是衡量科研成果最終能否進(jìn)行工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵。3月18日，成都綜合所在中鋁重慶分公司的積極配合和全力支持下，開始在中鋁重慶分公司選礦車間進(jìn)行脫硫鋁土礦選礦脫硅工業(yè)試驗(yàn)。
　　對這次工業(yè)試驗(yàn)，無論是成都綜合所還是中鋁公司都十分重視。成都綜合所所長劉亞川、分管科研工作的副所長陳炳炎、科技處張熊述清等親臨現(xiàn)場，坐鎮(zhèn)指揮，隨時(shí)分析研究試驗(yàn)中可能出現(xiàn)的問題。中鋁重慶分公司也派出多名技術(shù)人員全程參與試驗(yàn)工作，對試驗(yàn)過程進(jìn)行全方位監(jiān)測，并承擔(dān)所有試驗(yàn)樣品的分析測試工作。
　　工業(yè)試驗(yàn)正式開始了。所有參與試驗(yàn)的科技人員神經(jīng)緊繃，心都提到嗓子眼了，1000多個(gè)日日夜夜的辛苦和期待在這一刻都凝聚在了試驗(yàn)數(shù)據(jù)上。沒有想到，工業(yè)試驗(yàn)出乎意料地順利，第一次精礦鋁硅比達(dá)10以上，三氧化二鋁回收率達(dá)75%~80%?？吹竭@樣的喜人結(jié)果，劉亞川和在場的成都綜合所、中鋁重慶分公司的科技人員都深深舒了一口氣，開心地笑了。
　　似乎正應(yīng)了“好事多磨”這句俗話，科研人員懸著的心還未完全放進(jìn)肚子里，情況就發(fā)生了突變。在第二天的工業(yè)試驗(yàn)中，雖然精礦鋁硅比品位與第一天一樣，還能達(dá)到10左右，但三氧化二鋁的回收率卻突然降至70%~75%。
　　怎么會(huì)出現(xiàn)反復(fù)，癥結(jié)在什么地方？劉亞川、陳炳炎與閆武等項(xiàng)目組人員一起，對逐個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，查找原因。工藝流程沒有問題，浮選藥劑也沒有問題！他們仔細(xì)排查一遍后，并沒有發(fā)現(xiàn)工藝流程上的任何問題。
　　難道是鋁土礦本身的問題？猜想很快得到了證實(shí)。原來，對入選的鋁土礦，按照選礦要求，需要把采自各個(gè)礦帶的鋁土礦石磨細(xì)混勻后才能入選，而中鋁重慶分公司的職工沒有經(jīng)驗(yàn)，只是簡單把鋁土礦摻和了一下而沒有混勻，從而導(dǎo)致鋁土礦石性質(zhì)的差異，影響了選礦效果。
　　原來是虛驚一場！在場的科技人員針對不同的礦石性質(zhì)重新調(diào)整了藥劑后，精礦鋁硅比品位和三氧化二鋁的回收率又完全符合了要求。
　　在工業(yè)試驗(yàn)的調(diào)試階段，他們通過設(shè)備調(diào)試、浮選藥劑制度調(diào)整、流程優(yōu)化等試驗(yàn)工作，得到了理想指標(biāo)。在工業(yè)試驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行階段的78小時(shí)中，應(yīng)中鋁重慶分公司要求，穩(wěn)定運(yùn)行的前24個(gè)小時(shí)主要生產(chǎn)鋁硅比為7.5左右的精礦，后54小時(shí)主要生產(chǎn)鋁硅比為8.5左右的精礦。試驗(yàn)結(jié)果令人振奮，前24小時(shí)結(jié)果為原料鋁硅比4.71、鋁精礦鋁硅比7.63、三氧化二鋁作業(yè)回收率85.42；尾礦鋁硅比1.39、三氧化二鋁作業(yè)回收率14.58%。后54小時(shí)的結(jié)果是，原料鋁硅比4.62、鋁精礦鋁硅比8.64、三氧化二鋁作業(yè)回收率83.87%；尾礦鋁硅比1.57、三氧化二鋁作業(yè)回收率16.13%。
　　“該工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行穩(wěn)定，指標(biāo)良好，浮選藥劑制度簡單，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，又生態(tài)環(huán)保，為低品位、難利用鋁土礦的工業(yè)利用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。”閆武激動(dòng)地說。
　　而在劉亞川看來，此項(xiàng)工業(yè)試驗(yàn)的成功并擴(kuò)大應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中的意義特別深遠(yuǎn)，不僅可使我國超過3億噸難選中低品位鋁土礦得到經(jīng)濟(jì)合理的工業(yè)利用，從而大幅提高我國鋁土礦可利用儲(chǔ)量，延長鋁土礦資源保障年限，降低我國鋁土礦對外依存度，而且還能促進(jìn)我國鋁工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。
　　實(shí)際情況也正如此。目前，中鋁重慶分公司已按照成都綜合所的這一成果上馬了年產(chǎn)80萬噸氧化鋁生產(chǎn)線。此次工業(yè)試驗(yàn)的成功，也標(biāo)志著這一生產(chǎn)線正式啟動(dòng)運(yùn)行。相信在不久的將來，隨著此類生產(chǎn)線的相繼投產(chǎn)運(yùn)行和中低品位鋁土礦的充分利用，我國的鋁工業(yè)強(qiáng)國夢將不會(huì)遙遠(yuǎn)！