铝是地球上最常见的金属元素, 总计约 8% 地壳. 然而, 铝作为元素是反应性的,因此不会自然发生 – 它需要经过精炼才能生产铝金属. 铝精炼的主要起始材料是铝土矿, 世界主要商业铝源. 铝土矿是沉积岩, 主要由铝矿物吉布西特组成 (铝(哦)3), 博赫米特 (• AlO(哦)) 和迪亚斯波雷 (*-阿尔罗(哦)), 通常与两种氧化铁和赤铁矿混合, 铝粘土矿物高岭土和少量的阿他拉酶 (TiO2) 和/或伊美特 (费蒂奥3).
铝土矿矿床分布于全球, 主要发生在热带或亚热带地区. 虽然已探明的铝土矿储量预计会持续多年, 经济上可动用的储备质量正在下降. 对于精简程序, 从事铝土矿加工制造氧化铝业务的人, 最终是铝金属, 这是一个既涉及财务又涉及环境的挑战.
将冶金铝土矿提炼成氧化铝的过程涉及以下输入:
生成以下输出:
最广泛使用的将铝土矿提炼成氧化铝的化学工艺, 拜耳工艺, 涉及用烧碱溶解铝土矿岩石中的 Al2O3 (氢氧化钠) 在高温和高压下. 铝土矿的Al2O3部分溶解成溶液, 后来被沉淀出来作为氧化铝. 然而, 高档铝土矿含有高达 60% Al2O3, 和许多经营铝土矿矿床远低于此, 偶尔低至 30-40% Al2O3. 因为所需的产品是高纯度的 Al2O3, 铝土矿中剩余的氧化物 (Fe2O3, SiO2, TiO2, 有机材料) 与 Al2O3 分离,并作为氧化铝炼油厂的居住而被拒绝 (ARR) 或红泥. 在一般情况下, 铝土矿质量越低 (即较低的 Al2O3 内容) 每吨氧化铝产品产生的红泥越多. 另外, 甚至一些Al2O3轴承矿物, 特别是高岭土, 在精炼过程中产生不理想的侧反应,并导致红泥生成增加, 以及昂贵的烧碱化学损失, 铝土矿精炼工艺中的可变成本较大.
红泥或 ARR 对铝行业来说是一个巨大而持续的挑战. 红泥含有精炼过程中残留的大量腐蚀性化学残留物, 并且是高碱性的, 通常与pH 10 – 13. 它在全球范围内大量生成 – 根据美国地质调查局, 估计全球氧化铝产量为 121 百万吨在 2016. 这可能导致 150 同期产生的红泥百万吨. 尽管正在进行的研究, 红泥目前几乎没有商业上可行的途径,有利于再利用. 据估计,全世界很少的红泥会有益地重新使用。. 相反,红泥从氧化铝精炼厂泵入储存库或垃圾填埋场, 以大成本存储和监控.
昂贵的烧碱损失 (氢氧化钠) 红泥的产生都与精炼过程中使用的铝土矿质量有关. 在一般情况下, 铝土矿的 Al2O3 含量越低, 产生的红泥体积越大, 因为非Al2O3相被拒绝为红泥. 另外, 铝土矿的高岭土或活性二氧化硅含量越高, 产生的红泥越多. 活性二氧化硅含量不仅增加了红泥的体积, 但还消耗了烧碱试剂,降低了从铝土矿回收的Al2O3的产量. 因此, 在精炼之前,要提高铝土矿的质量,同时要提出经济和环境方面的理由。.
STET 干分离工艺为铝土矿生产商或铝土矿精炼厂提供了对铝土矿进行拜耳前工艺升级的机会,以提高质量. 这种方法有很多好处:
总结, 使用 STET 分离器进行干式加工为铝土矿生产商和精炼商提供了创造价值的机会. 精炼前铝土矿的预加工将降低化学成本, 降低产生的红泥体积,最大限度地减少工艺混乱.
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