石综合利用考察报告：—俄国阿钦斯克氧化铝联合企业烧结法….doc

霞石综合利用考察报告：—俄国阿钦斯克氧化铝联合企业烧结法…云南冶金 993 年第 8 期fs 一年霞石综合利用考察报告俄国阿钦斯克氧化铝联合企业烧结法处理霞石生产现状昆明冶金研究院左以专亢树勋 H 广摘量以作者赴俄考察所获材料,详细描述了俄国最大的霞石处理企业,用烧结工艺生产氧化铝,苏打,碳酸钾与水泥的工艺流程设备流程,主体设备尺寸,晷工序的工艺控制条件,及所选到的工艺技术指标,以厦企业的资撩状况与生产组织状况,并分析测算了该企业的物科流量,回【]Ⅱ皿正仆采钓肯远莆的 E 进行进螽石矿床霞石矿床艺评竹菇矿球Jr一 7~7I7,JF 垃 f』 1’让磷石氧广固 1 前苏联 t 石瓷器殛■石处孽企业分布I 正在开采的霞石矿球】.希宾矿组 2?基雅一沙尔驮尔矿Ⅱ有远景的覆石矿矿床 3?戈粱蜘盘尔矿 4.丰暗尔矿 5.巴抒科尔矿q.萨昆矿.森内尔斯克矿l 已进行过工艺评竹的霞石矿矿床 8?下孵鲁查伊斯克矿 g.勃豁盘新克矿】o.安禧留盘河库尔古索斯克矿 ll?圈留斯克矿纽 l2?谜伊投尔斯克矿 13.伊什查斯克矿l4?萨德克斯克矿 l5.盘尔达列克矿 j6?土皮尔矿 l?堆什理虫戈尔斯克矿】B. 巴括缡乌斯克矿 l9.捷 H 萨新尔克矿20?十月矿Ⅳ正在运行的扯理蕊石矿的氧化铝厂 2l-茯尔霍是铝厂(BA3)20?皮卡列夫氧化铝生产联台体(IJIIFO)23?阿钦斯鬼氧化铝联合企业(AFK)903 年第 3 期云南冶金俄国具有丰富的霞石资源,其甩烧结法 处理霞石物料生产氧化铝,苏打,碳酸钾和水泥的工艺,已有 40 余年的工业化生产历史.作者曾先后两次随云南省和云南省科委的考察团赴俄实地考察其霞石处理技术,现据考察所获撰写本文,以供致力于我国霞石开发事业的同志们参考.1 俄国霞石处理技术概况前苏联各加盟共和国境内缺乏铝土矿资源,但却蕴藏着掇为丰富的霞石资源(见图1). 在此资源条件下,俄国开发出了世界独一无二的霞石处理技术,霞石烧结法.现已有三家企业利用该项技术处理霞石物料生产冶金级氧化铝,苏打,碳酸钾与水泥(见表1), 氧化铝生产的总能力达 115 万 t/a,占前苏联白产氧化铝的 1/4 以上,其中近 80 系由阿钦斯克氧化铝联合企业(AFK 或简称阿铝联)产出.沃尔霍夫铝厂(BA3)和皮卡列夫氧化铝生产联合体(FIHFO) 处理的霞石物料,是科拉半岛《磷灰石Ⅺ生产联合体自尾矿中富集产出的科拉霞石精矿,AUK 处理的则是当地开采的霞 l 石原矿.由于我们对于用烧结法处理质量较差的霞石原矿更有兴 趣,更由于 AFK 的生产规模大,建成期晚,代表着俄国霞石技术的最新水平,所以考察团在 AFK 做了较长时间的考察,详细了解了其生产运营状况.裹 1 俄■■石处曩厂的瓤挂2 阿铝联的生产现状2.1 概况阿钦斯克城位于西伯利亚大铁道上,属克拉斯诺雅尔斯克边疆区,附近有戈梁切戈尔和基雅一沙尔狄尔等质量优良的霞石矿床,城郊的玛祖尔石灰石矿借量大,质量好鄂毕河的支流楚雷姆河,流经该城,水量充沛.该城位于坎斯克一阿钦斯克太煤田的中心位置,附近有数个装机容量 240 万 kw的火电站.由秋明油田至远东的输油管道经过该城,能极方便地获取燃油供应.且距依托于叶尼塞河水电资源建立起的新兴电铝基地不远,故该城具有发展霞石处理业的极为有利的资源,交通,水,电及燃料等外部条件.于 60 年代中期开始在该地建设霞石处理厂,处理相距 270km 的基雅一沙尔狄尔磷霞岩 1971 年投产试车,现已超过设计能 力,年产氧化铝 9O 万 t 及碱制品 67 万 t,水泥350 万 t.现有职工总数 2.3 万人,其中直接生产人员 1.4 万人,辅助车间工作人员 3000人,从事第三产业和其它产品生产的 5000 人.厂区占地面积 5km.厂区内有一容量为 32万 kw 的自备电站,除满足本厂电,汽,热水的需要外,还供城内居民所用.主体工艺车间(或分厂) 计有磨矿备料车间,烧成车间,湿法车间,煅烧车间,苏打制品车间和水泥分厂等六个.厂区外,该厂还拥有两座矿山,厂旁的玛祖尔石灰石矿及远在克勉罗t 南椅金 1 鲫 3 年搏 3 期夫斯克州的基雅一沙尔狄尔霞石矿.该企业是全世界最大的霞石综合处理企业,氧化铝产量约为前苏联自产氧化铝的115,企业的年和 J 润超选 1 亿卢布(1988 年),是个工艺技术成熟,设备运转良好,创造着巨大经济效益,与良好社会效益的大型综台性企业.该厂采用的生产工艺为世界独创的霞石烧结工艺,由石灰石露采,备料,烧成,溶 出,脱硅,分解,煅烧,制碱及烧制水泥等十道工序前后相贯衔接而成(见图 2).矿霞山采出的矿石粗碎后用火车运进厂,再经中碎,细碎,与石灰石先后进入四段磨矿系统磨至一 O.08 毫米达 93%,成份匀一的料浆.合格嗣浆自流入烧成回转窑,在燃油火炬的高温焙烧下转化为熟料经冷却机排出.破碎后入溶出系统.阿铝联现有两个平行的溶出流程:管式溶出器一捧磨机,与湿磨溶出.前者的溶出渣(霞石泥)洗净后进渣场堆存,后者的则进水泥分厂烧制水泥.两系列的溶液合并进行中压脱硅.中压脱硅后液(次精液 ),一部分再经常压脱硅,接着碳4fI=—一==一 llL圈 2 阿赦斯克董化铅联台企业(AUK}Ill 石槐培洼工艺藏程圈～『I Hl|i,萼ll,.i,___jr,一B93 筇 3{II!酸化分解,析出的 A1(0H).作为品种加入另一部分次精液中进行种子分解.种分获得的粗大 A1(OH)洗净后入窑煅烧得产品氧化铝.碳分母液送苏打车问经分步蒸发浓缩结晶依次产出苏打,硫酸钾,氯化钾及碳酸钾等化工产品.阿铝联包括矿山在内的总的基建投资额为 7 亿卢布,现年产值 3.5 亿卢布,利润 1亿卢布.2.2 基雅一沙尔狱尔■石矿基雅一沙尔狄尔霞石矿,位于克勉罗夫州鄂毕河支流基雅河上游山区.矿床与库兹涅茨克山碱性岩区基雅一沙尔狄尔碱性岩体 有关,分布于碱性岩体西部接触带.矿体长2300m,宽 20~230m,平均宽 120m,面积0.3km.矿体最高出露标高 1013m,陡倾斜,倾角大于 70.,与围岩产状呈整合接触,向濯部逐渐尖灭(尖灭点标高 330～400m),矿体垂直深度超过 500m.该矿床于 50 年代初期投入地质勘探,采用的工业指标示于表 2.用 200×40—80m表 2 基雅～沙尔狱尔矿床用之工业指标()纽 6:O3R202O3SiO2*R2O 曲 N20 与折算为 aiO 的 K0O2 和,89R.Of)NazO(1 一 0.658?K2O()网度进行控制,获得 A+B+C 级矿-石储量 2.6 亿 t.矿石平均品位()为 iA1.O27.78,SiO240.4,K202..7,Na2O10o8,CaO7.6,Fe2O34.8.矿石的主要矿物组成(%)为:霞石 75~90,钛辉石 10~25,以及少量的含钛霓辉石,碱性角闪石,铁锂云母等,物质组成相当稳定,系高质量的霞石矿石.矿山经六年建设于 1970 年出矿,至1990 年已采至 820m 和 830m 标高,已采出矿 石 0.6 亿 t,故至 1990 年底的矿石保有储量为 2.0 亿 t.矿山所在地的小镇名别洛戈尔斯克,距采场约 2km,海拔 900～1200m,lOYl 至次年 5～6 月为冰雪期,冬季气温常在零下30～40℃.维持常年生产颇为不易.矿山在册职:[[1078 人,其中工程技术人员 120 人,生产人员约 800 人,余为辅助人员.矿山建设费用 4700 万卢布(不包括铁路专线营建费),占企业总投资的 6.7%,推算其商品矿石的单位投资为 11.5 卢布/t(70 年代).该矿属山坡露天开采,开拓运输方式主要为直进式汽车运输.每 10m 一个台阶,现采场标高为 820m 和 830m.长约 2000 米,宽约 1000 米.露天边坡角东,西两侧分别为 38.和 42~44.,东边围岩为石灰岩,西边为辉长岩.采场距抛废石点约 1km,至粗碎机1～3km.粗碎机进矿最大块度 1.2in,出矿小于 30cm,由火车运往 AUK 厂区备料车问进行再中碎与细碎矿山生产能力 400~420 万t 矿石/a.采矿实行四班连续工作制,每班 35 人,另有 40 人不参加倒班,共 180 人实 物劳动生产率达 51.5m.矿石/班?人.主要设备为:①穿孔和排土设备——250 牙轮钻和 243kw 推土机}②铲装,运输设备——5m 电铲 2 台,8m.电铲 5 台,l0m.电铲 4 台,40t 载重汽车 l0 台,80t6 台 Il10t4 台 j@粗碎设备 ——2.5nl圆锥破碎机 2 台(1300t/ 台?h).主要生产指标为:平均采剥比 1m.废石/1t 矿石 I 采矿损失率～6%,至备料车间的矿石成本 4.53 卢布/t(1988 年提供数据).2.5 玛担尔石灰石矿石灰石矿距厂区约 2kra.采场已形成一深约 150in 的大坑,面积约为 1500×1200rll,据说该矿还可向深部再采 70131.用 4 台寸,250 牙轮钻钻孔,孔距 7.5×5i 南赍 993 年蕹 0 期III,孔深 10m,连锁引爆,爆破后的石灰石块用 5FII.电铲铲装入 80t 自卸汽车中,运至粗碎工段卸入 3m 圆锥式破碎机中,粗碎至<30cm 运往厂区的备料车间.年产石 灰石 540~550 万 t.主要指标为 :采剥比,0.4m 废石/t 石灰石 I 炸药消耗,0.58kg/m 石灰石}采矿成本 0.8 卢布/t 石灰石,粗碎成本 0.2 卢布/t 石灰石.2.4 备料车间由矿山经火车运入备料车间的霞石矿石,用卸车机整体翻转车皮将矿石卸入矿仓,然后用皮带运输机送入 2.5m 圆锥破碎机进行中碎和细碎,出矿块度 g8<20ram然后送入由 27 台 3.2×15i11 球磨机组成的四段磨矿系统磨制.石灰石入厂后用 4,2.5m周锥破碎机进行中碎与细碎,出矿块度 95<20ram, 然后由第三段磨机入口处进入磨矿系统.一段磨机共 8 台,台时处理量为75t,出矿十 0.08ram 为 33～35%, 二段磨机 4 台,125t/台?h,+0.08ram 为 12?三段磨机 8 台,加入石灰石 120t/台?h,+0.08ram,22～24}四段磨机 7 台,120t/台?h,+0.08mm6.2.磨矿系统排出的料浆泵入 24 个巨大的调浆槽内反复调配成合格料浆.AFK 对合格料浆的要求是钙比 1?93～1.98}碱比 1.03～1.05}含水 28.5～3O.生产过程中每半小时由调整槽的进,出日取样检查一次以确保入窑料浆成份均一,符合工艺要求.流程后部产出的白泥(脱硅渣) 和循环碱液,也返入磨矿系统参与备料.备料车间各物料成份汇列于表3,表 4.磨矿电耗 250～300kw?h/t 氧化铝}备料费用 3 卢布/t 千料浆或 38 卢布/t氧化铝(I988 年数据).2.5 烧成车间烧成车间之主体设备为十条寸,5×185m的烧成回转窑,倾角 3,转速 1.5～2.14r/mln,进料端起至 56m 处不衬砖,第 9至 66m,挂链区.经常有一至二条窑在雄修保养,作业率 85%～86%,全车间有 700 人,其中 120 人为烧成窑的值班工人,分四班维持窑的正常运转.合格料浆由调整槽泵入高位槽然后自流入回转窑进料端,在缓慢移向排料端的过程中,被逆向运动的重油燃烧气流加热,连续经历了干燥脱水,碳酸盐分解等过程,并在火焰区前后被加热至 1270~1350℃完成烧成反应转变为熟料,冷却至～900℃由排料端卸 入冷却机中冷却.冷却机长 27FII,冷却风量3.6m./kg 熟料.冷却机排出之熟料 ,温度为 100~150℃,用两台锤式破碎机碎至一80ram 送入熟料仓待用窑头喷烧重油 ,窑气出窑温度约 240℃,经沉降室,旋涡除尘器及两台除尘面积各 50m 的电除尘器净化后含 CO 约 12,送往碳酸。