ĐỀ tài tài nguyên bôxit tình hình, triển vọng và công nghệ khai thác, chế biến

ĐỀ TÀI Tài ngun bơxit - Tình hình, triển vọng công nghệ khai thác, chế biến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I TÀI NGUYÊN BÔXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN Tài nguyên bôxit giới Tình hình khai thác quặng bôxit giới 13 Thị trường sản phẩm từ quặng bôxit giới 18 Tình hình sản xuất sản phẩm từ quặng bôxit giới27 II TÀI NGUN BƠXIT Ở VIỆT NAM, TÌNH HÌNH KHAI THÁC 33 Tài nguyên bôxit Việt Nam 33 Tình hình khai thác, nghiên cứu, chế biến quặng bôxit Việt Nam, xu hướng phát triển 45 III CÔNG NGHỆ LÀM GIÀU, CHẾ BIẾN QUẶNG BÔXIT 49 Công nghệ làm giàu quặng bôxit 49 Công nghệ sản xuất alumin 50 Công nghệ sản xuất nhôm kim loại 66 IV KẾT LUẬN 80 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Từ ngành công nghiệp nhôm đời theo dự báo tương lai, sản xuất nhôm bao gồm chủ yếu hai giai đoạn: - Giai đoạn đầu: Sản xuất nhôm oxit sạch, gọi alumin cấp luyện kim - Giai đoạn tiếp theo: Sản xuất nhôm kim loại phương pháp điện phân alumin dung dịch muối criolit nóng chảy nhiệt độ khoảng 950°C (phương pháp Hall - Heroult, phát minh năm 1886) Những nét đặc trưng ngành công nghiệp nhôm tiêu hao lượng cao vốn đầu tư lớn Tiêu hao lượng để sản xuất nhôm kim loại 150 - 170 GJ/T, tungsten (vonfram) cần 180 -190 GJ/T, đồng cần 85 - 100 GJ/T, kẽm 55 - 60 GJ/T, thép 15 - 20 GJ/T Như ngành công nghiệp nhôm ngành tiêu tốn nhiều lượng Trong cơng nghiệp, có số cơng nghệ sản xuất alumin tùy theo loại nguyên liệu chất lượng nguyên liệu Hiện tương lai, 85% alumin giới sản xuất từ quặng bôxit, 10% từ quặng nephelin alunit, 5% từ nguyên liệu khác Điều cho thấy bơxit nguồn ngun liệu quan trọng sản xuất alumin nói riêng sản xuất nhơm nói chung Nếu ngun liệu bơxit chất lượng tốt (tỷ lệ Al2O3/SiO2 >= 7), hàm lượng SiO2 thấp, áp dụng cơng nghệ Bayer Nếu bơxit chất lượng trung bình, áp dụng phương pháp kết hợp Bayer - thiêu kết song song nối tiếp Nếu bôxit chất lượng xấu, hàm lượng SiO2 cao, áp dụng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com phương pháp thiêu kết đơn Hiện dự báo tương lai, khoảng 90% sản lượng alumin giới sản xuất cơng nghệ Bayer I TÀI NGUN BƠXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN Tài nguyên bôxit giới Bôxit nguồn tài nguyên khoáng sản dồi giới Với sản lượng khai thác mức tăng trưởng bình quân hàng năm nay, trữ lượng bơxit đảm bảo cho nhân loại sử dụng 100 125 năm tới, tính tài nguyên thời gian tăng lên gấp đơi Bơxit có thành phần hóa học khống vật sau: Thành phần hóa học Thành phần khống vật Al2O3: 40 - 65% điaspor a - Al2O3.H2O bơmit g - Al2O3.H2O gipxit g - Al2O3.3H2O SiO2 : 0,5 - 10% kaolinit Al4(OH)8.SiO2.O10 thạch anh SiO2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Fe2O3 : - 30% hematit a - Fe2O3, gơtít a - Fe2O3.H2O TiO2 : 0,5 - 8% anatat TiO2, rutin TiO2 H2O : 10 - 34% điaspor, bơmit, gipxit, kaolinit, gơtít Các nguyên tố kèm Mn, P, V, Cr, Ni, Ga, Ca, Mg, C tạp chất Theo nguồn gốc thành tạo địa chất, bôxit chia làm hai loại: bôxit laterit bôxit karstic Bôxit laterit thành tạo từ q trình phong hóa đá bazan, chiếm khoảng 90% trữ lượng bôxit giới, thành phần chủ yếu gipxit Bôxit karstic thành tạo đá vôi chiếm khoảng 10% trữ lượng Đối với mục đích cơng nghệ xử lý, người ta chia bôxit thành loại sau: - Bôxit gipxit (hàm lượng bơmit < 5%), tập trung nước: Braxin, Sierra Leone, Surinam, Inđônêxia, Ghinê, Giamaica, ôxtrâylia, Vênêzuêla, Guana, Việt Nam, Ấn Độ - Bôxit hỗn hợp gipxit - bơmit (hàm lượng bơmit - 20%), tập trung nước: ôxtrâylia, Ghana, Ghinê, Giamaica, Ấn Độ - Bôxit bơmit (hàm lượng bơmit > 20%), tập trung nước: Nam Tư, Pháp, Hungari - Bôxit điaspor (hàm lượng điaspor > 5%), tập trung nước: Hy Lạp, Iran, Trung Quốc (TQ), Nam Tư, Việt Nam, Rumani LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Phần lớn mỏ bôxit sản phẩm q trình phong hóa laterit chứa thành phần oxyt nhơm (Al2O3) cao Vì vậy, mỏ bơxit giới thường tập trung vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Theo tài liệu thống kê chưa đầy đủ năm 1996, giới có khoảng 55 nước có mỏ bơxit với trữ lượng 19,630 tỷ tấn, tài nguyên 29,793 tỷ tấn, tổng cộng 49,423 tỷ Bảng 1: Trữ lượng bôxit giới (triệu tấn) Khu vực/ nước Trữ lượng Tài nguyên Cộng Bắc Mỹ 33 33 Hoa Kỳ 33 33 Trung Mỹ 78 200 278 Costa Rica 78 120 198 Hondurat 10 10 Panama 70 70 Vùng Caribê 1.905 305 2.210 Giamaica 1.866 250 2.116 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Haiti 10 40 80 Cộng hòa Đominic 29 15 14 Guyana (thuộc Pháp) 42 130 172 Columbia 100 100 Nam Mỹ 3.566 10.275 13.841 Braxin 2.140 2.750 4.890 Guyana 674 300 974 Surinam 535 225 760 Venezuela 217 7.000 7.217 Tây âu 945 2.010 2.955 Hy Lạp 572 400 972 Nam Tư 320 500 820 Pháp 21 500 521 Đức 2 Ý 45 50 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tây Ban Nha 125 130 Thổ Nhĩ Kỳ 20 435 455 Anh 3 Áo 2 Đông âu 521 425 946 Hungari 273 75 348 Cộng đồng quốc gia 201 350 551 47 47 Châu Phi 6.663 6.213 12.876 Ghinê 5.407 3.400 8.807 Ghana 446 100 546 Camơrun 680 800 1.480 Siralion 126 126 Môzămbic 2 độc lập (CIS) Rumani LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Zimbabuê Mali 880 880 Ghi-nê Bit-xô 500 500 Nam Phi 70 70 Malagasi 200 200 Malauy 60 60 Zaia 200 200 Châu Á 1.829 7.550 9.179 Trung Quốc 94 850 944 Ấn Độ 952 3.000 3.952 Inđônêxia 739 1.500 2.239 Malaysia 11 16 Pakistan 15 105 120 Iran 70 79 A Rập Xê-út 145 154 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Philippin 250 250 Việt Nam 1.550 1.550 Đài Loan 75 75 Châu Đại Dương 4.048 2.585 6.633 ôxtrâylia 3.998 2.500 6.498 Đảo Salomon 50 10 60 Fiji 10 10 Niu Dilân 20 10 Palau 45 45 Tổng cộng 19.630 29.793 49.423 Chú thích: - Tài ngun: Là tích tụ tự nhiên quặng bơxit bên bề mặt vỏ trái đất, có hình thái, số lượng chất lượng đáp ứng tiêu chuẩn tối thiểu để khai thác, sử dụng đem lại hiệu kinh tế thời điểm tương lai LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Heroult C Hall, hai nước Pháp Mỹ xây dựng bể điện phân nhôm Sau đó, nước khác áp dụng phương pháp để sản xuất nhơm Hiện nay, tồn giới có khoảng 300 nhà máy điện phân nhôm 40 nước với sản lượng nhôm kim loại năm 2004 đạt khoảng 31 triệu Như vậy, phương pháp điện phân alumin criolit nóng chảy để sản xuất nhôm kim loại phương pháp đại, phát triển liên tục, phương pháp chủ yếu gần sản xuất nhơm Vì vậy, nước ta sản xuất nhơm phương pháp cơng nghệ lựa chọn tốt 3.1 Thiết bị điện phân nhôm Bể điện phân nhôm thiết bị trung tâm nhà máy điện phân nhôm Trên thực tế, kết cấu bể điện phân chia thành bốn phận: cực âm, cực dương, hệ thống làm khí dây dẫn 3.1.1 Nguyên lý làm việc bể điện phân nhơm Q trình điện phân tiến hành tác dụng dịng điện chiều có cường độ lớn Nhiệt độ điện phân vào khoảng 950-9650C Chất điện phân hỗn hợp nóng chảy criolit - alumin có tính ăn mịn mạnh Vì có vật liệu cacbon làm việc điều kiện này, chúng vừa phải chịu nhiệt độ cao vừa phải chống ăn mòn Đây đòi hỏi kỹ thuật cao thiết kế xây dựng bể điện phân nhôm LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.1.2 Phân loại cấu tạo bể điện phân nhơm đại Có nhiều cách phân loại bể điện phân: theo loại hình cực dương, theo quy mơ cơng suất (nhỏ, trung bình, lớn), theo đáy bể (có đáy, khơng có đáy)? việc phân loại theo loại hình cực dương phổ biến hơn, phản ánh tiến trình phát triển phương pháp điện phân Theo cách phân loại chia thành hai loại cực dương (cực dương thiêu trước cực dương tự thiêu) tương ứng với bốn thời kỳ ứng dụng a Thời kỳ đầu: Dùng bể điện phân có cực dương thiêu trước, công suất nhỏ Các bể điện phân nhôm từ năm 80 kỷ 19 bể điện phân dùng công nghiệp đến năm 20 kỷ qua có cơng suất nhỏ, dòng điện khoảng 10-20 kA Đặc điểm thời kỳ dùng khối than cực dương thiêu trước, thay theo chu kỳ Mật độ dòng điện loại 6,5-1,4 A/cm2 Tiêu hao lượng lớn (80-25 ngàn kWh/t nhôm) b Thời kỳ thứ hai: Dùng bể điện phân có cực dương tự thiêu cọc xiên, có I = 55-56 kA, xây dựng vào năm 40 - 50 kỷ qua Loại bể sử dụng cực dương, từ vật liệu than thiêu trước mà vật liệu hồ cực dương Trong trình điện phân, hồ cực dương cốc hóa có tác dụng dẫn điện vào bể điện phân Đây loại cực điện tự thiêu liên tục (còn gọi cực điện Soderberg), cọc dẫn điện cắm xiên vào thành cực dương LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Việc áp dụng bể điện phân Soderberg cọc xiên làm tăng công suất (cường độ dòng điện) bể điện phân; từ chỗ nhiều cực dương thay cực dương; từ chỗ cực dương làm việc gián đoạn trở thành làm việc liên tục Ở thời điểm đó, việc chuyển đổi sang cực dương tự thiêu Soderberg dẫn tới việc tăng sản lượng nhơm giảm giá thành, q trình công nghệ loại bỏ việc ép thiêu điện cực c Thời kỳ thứ ba: Dùng bể điện phân tự thiêu cọc đứng, I = 100-130 kA Việc đưa vào sử dụng bể điện phân cỡ lớn (trên 100 kA) cực dương Soderberg dẫn tới việc dùng cọc cực dương dẫn điện cắm từ xuống, thường gọi bể điện phân cực dương tự thiêu liên tục cọc đứng Thời kỳ ứng dụng rộng rãi công nghiệp nhôm từ thập kỷ 50 kỷ trước Hệ thống bể điện phân cho phép tăng cơng suất bể điện phân, tăng suất lao động d Thời kỳ thứ tư: Quay lại dùng bể điện phân cực dương thiêu trước, I = 100-260 kA Song song với việc phát triển đưa vào sử dụng bể điện phân kiểu Soderberg cọc đứng, người ta tiếp tục theo hướng bước đại hóa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com hoàn thiện hệ thống cực dương thiêu trước Điều tạo khả phát triển tự động hóa sản xuất khối cực dương có kích thước lớn, cho phép giảm giá thành cải thiện chất lượng cực dương Loại bể điện phân dùng cực dương thiêu trước bắt đầu xây dựng từ năm 1969 xuất nhiều vào năm 80 kỷ 20 Điểm mấu chốt thời kỳ thứ tư tăng công suất đơn vị, giảm đáng kể mức phát thải chất có hại mơi trường, đặc biệt chất có khả gây ung thư, chất xảy q trình cốc hóa cực dương tự thiêu Yêu cầu bách cải thiện điều kiện lao động bảo vệ môi trường yếu tố làm cho kiểu bể cực dương thiêu trước trở thành loại bể có triển vọng Điểm khác biệt bể điện phân thời kỳ thứ tư so với thời kỳ đầu cường độ dòng điện lớn nhiều, đồng thời áp dụng biện pháp khí hóa, tự động hóa, bảo vệ mơi trường Ngày nay, xây đại hóa dây chuyền sản xuất, công ty lớn giới Pechiney (Pháp), Alcoa, Kaiser (Mỹ), Hydro Aluminium (Nauy), VAW (Đức), xí nghiệp sản xuất nhơm Nga nước SNG sử dụng bể điện phân có cực dương thiêu trước cơng suất lớn, I = 160 kA300 kA Công ty Alcoa (Mỹ) gần cịn thí nghiệm bể điện phân cực dương thiêu trước có cường độ dịng điện 400 kA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ưu điểm bể điện phân nhôm cực dương thiêu trước: Bể điện phân nhôm cực dương thiêu trước có ưu điểm sau: - Cho phép vận hành công suất lớn Hiện nay, công nghiệp người ta vận hành bể điện phân cơng suất lớn, với cường độ dịng điện lên đến 350 kA Cơng ty Alcoa thử nghiệm bể điện phân có cường độ dịng điện 400 kA - Cho phép thay đổi kết cấu bể để áp dụng cường độ mật độ dòng điện kinh tế tuỳ theo giá điện Mật độ dòng điện sử dụng công nghiệp dao động phạm vi 0,7-0,95 A/cm2 - Đạt tiêu kinh tế - kỹ thuật cao trình điện phân : hiệu suất dòng điện 93-95%, tiêu hao điện thấp (13.000 KWh/t Al), cho phép tiết kiệm 2500 - 3000 KWh/t Al, tức khoảng 20% điện lượng cần thiết - Khi sử dụng bể điện phân cực dương thiêu trước, giải vấn đề mơi trường hấp phụ flo khí thải, khơng thải chất dầu - Cho phép giới hóa q trình điện phân giảm chi phí lao động Các thao tác cơng nghệ giới hóa, tự động hóa tối đa nhờ cầu trục đặc biệt kỹ thuật nạp liệu Bảng 16 trình bày số thơng số cơng nghệ tiêu kinh tế - kỹ thuật bể điện phân thiêu trước khoảng thời gian 1960-1996 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Bảng 16: So sánh thông số công nghệ tiêu kinh tế - kỹ thuật bể điện phân cực dương thiêu trước thời kỳ Thông số công nghệ Alcoa Kaiser Alcoa Pechiney tiêu KTKT Kaiser P69 6017 (1960) (1970) (1986) AP 300 (1996) Cường độ dòng điện, kA 74 150 180 280 Điện áp 5,1 4,65 4,2 4,23 Mật độ dòng điện, 1,33 0,72 0,72 Nhiệt độ điện phân, 0C 975 970 945 950 Phương pháp nạp liệu trung trung điểm nạp tự điểm nạp tự tâm tâm động động Hiệu suất dòng, % 86,2 88,5 93 95 Tiêu thụ điện năng, 18100 15700 13500 13300 A/cm2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com KWh/t Al Năng suất bể, kg 514 1068 1350 2146 471 450 450 415 600 1500 1825 2500 Al/ngày Tiêu hao điện cực, kg/tAl Tuổi thọ bể, ngày Do ưu điểm bể điện phân cực dương thiêu trước nên xu hướng xây dựng người ta thường chọn loại bể Đồng thời, số nhà máy cịn tìm cách cải tạo, chuyển đổi loại bể điện phân cực dương Soderberg thành bể điện phân cực dương thiêu trước Việc chuyển đổi cực dương Soderberg cọc xiên sang cực dương thiêu trước thực Nhà máy Nhơm Uran (Nga) có cường độ dòng điện 160 kA Kết tiết kiệm lượng khoảng 1000 kWh/t nhôm, tiêu hao muối flo 28 kg/t, hợp chất florua thải môi trường 1,3 kg/t, thực tế không thải chất dầu Việc chuyển đổi cực dương Soderberg cọc đứng sang cực dương thiêu trước thực nhà máy Cratnoiarski (Nga), có cường độ dịng điện 160 kA Kết quả: hiệu suất dòng điện 91-92%, tiêu hao cực dương khoảng 530 kg/t Al; tiêu hao điện 14.950 kWh/t Al LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tuy nhiên cần lưu ý việc chuyển đổi đòi hỏi kinh phí đầu tư lớn Ví dụ Nga, Nhà máy luyện nhôm Novokuznetski, xây dựng năm 1943, loại bể Soderberg cọc xiên cọc đứng, muốn chuyển sang bể cực dương thiêu trước, theo tính tốn kinh tế phải tốn 500 triệu USD, khoảng 2000 USD cho công suất 3.2 Một số xu hướng thiết bị công nghệ: Một số xu hướng đáng lưu ý mặt thiết bị công nghệ điện phân nhôm là: + Dùng bể điện phân có cường độ dịng điện lớn Cường độ dịng điện chạy qua bể điện phân định công suất bể Từ ngày đời phương pháp điện phân đến nay, cường độ dòng điện sử dụng tăng lên liên tục Bể điện phân công nghiệp Mỹ dùng cường độ dòng điện 1,8 kA Hiện Công ty Pechiney (Pháp) thiết kế, xây dựng bể điện phân 300 kA lớn Có thể xem việc tăng cường độ dịng điện bể (hay sử dụng bể có cơng suất lớn) xu hướng chung Tuy nhiên việc lựa chọn quy mơ cơng suất bể điện phân cịn tùy thuộc vào trình độ khí hóa nhà máy + Dùng bể điện phân có cực dương thiêu trước Với trình độ cơng nghệ nay, sử dụng loại bể điện phân nhơm cực dương thiêu trước có cơng suất lớn Các bể điện phân loại có nhiều ưu điểm, phổ biến thể nhiều tiêu kinh tế kỹ thuật tiên tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com + Về mặt cơng nghệ: - Lựa chọn thích hợp thành phần chất điện phân có tỷ số criolit thấp hạn chế chất cho thêm - Áp dụng trình điện phân tỷ lệ mol NaF/AlF3 thấp (dưới 2,2), 4-6% CaF2 Tỷ lệ sử dụng rộng rãi thực tế bể điện phân cực dương thiêu trước giới nhằm đảm bảo hiệu suất dòng đạt 95% ưu điểm chất điện phân cho phép điện phân nhiệt độ thấp Thực tiễn chứng minh, hạ nhiệt độ xuống 10C hiệu suất dịng tăng 0,25-0,30% + Tăng cường khí hóa, tự động hóa bảo vệ môi trường Nét bật xu hướng việc cấp liệu tự động cho bể Mỗi nhôm sản xuất đòi hỏi phải cung cấp cho bể điện phân alumin dạng bột Vấn đề có ý nghĩa cơng suất bể lớn Có thể coi việc tự động hóa nạp nhôm oxit vào bể điện phân tiến kỹ thuật bật công nghệ điện phân nhôm Vấn đề thu bụi làm khí cơng nghiệp điện phân nhôm nhà nghiên cứu sản xuất đặc biệt quan tâm, nhằm cải tạo điều kiện lao động bảo vệ môi trường sinh thái Cho đến nay, số nhà máy sử dụng hệ thống lọc bụi ướt, đơn tháp rửa (lọc bụi bậc) gồm pin điện tháp rửa (lọc bụi hai bậc) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ở tháp rửa, dung dịch Na2CO3 sử dụng để khử HF SO2 Tuy nhiên, hệ thống lọc bụi ướt bộc lộ nhiều nhược điểm Cụ thể là: - Hiệu suất khử bụi thấp Khi dùng tháp rửa hai bậc hiệu khử bụi fluorua rắn đạt 80-90%, khử HF đạt 95-98%, khử SO2 đạt khoảng 90%, khử chất dầu đạt 60-70% Đối với hệ thống thu bụi bậc, tiêu thấp nhiều - Tốc độ ăn mòn thiết bị cao - Muốn sử dụng lại thành phần có giá trị bụi phải thêm cơng đoạn tái chế phức tạp tốn Đó lý khiến phương pháp lọc bụi ướt tới thời điểm khơng cịn ưa chuộng Ngày nay, lọc bụi khơ (gồm bình phản ứng lọc túi vải) có hiệu khử khí khử bụi cao (99,6-99,9%) Kể chất dầu benz(a)piren tách với hiệu 98,3-99,6% Do vậy, thiết bị lọc bụi kiểu khô cần sử dụng thay lọc ướt Hiện công nghệ Công ty Procedair (Pháp) làm flo chất dầu khí thải áp dụng ngày rộng rãi Cho đến khắp giới có 10 ngàn bể điện phân nhôm sử dụng thiết bị lọc bụi khô công ty Trên thực tế, kết áp dụng công nghệ lọc bụi khô nhiều nhà máy điện phân nhôm khả quan Chẳng hạn, nhà máy Crasnoiarski sử dụng thiết bị lọc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com khô công ty Procedair (Pháp) mức độ lọc khí flo bụi đạt 99%, khử chất dầu (trong có benz(a)piren) đạt 97-98% Cịn nhà máy nhơm Uran dùng thiết bị lọc khơ hãng Flect (Na Uy), bình phản ứng kiểu ống Venturi thẳng đứng, với công suất 780.000 m3/h mức độ làm khí HF bụi florua 99% Hiệu khử bụi chất thải hệ thống lọc khác nhau: Sơ đồ làm Hiệu khử, % HF Frắn SO2 Lọc ướt bậc (tháp 95- 60- 80- rửa) 98 75 90 Lọc ướt bậc 95- 80- 80- điện phân tháp 98 85 90 Bụi Chất Benz(a)prien điện chứa phân dầu 60-75 40-60 40-50 80-85 70-75 60-70 >=99 >=95 >=95 rửa Lọc khô >=99 >=99 - alumin bình phản ứng túi vải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3.3 Một số hướng nghiên cứu Để khắc phục nhược điểm phương pháp điện phân truyền thống criolit - alumin nóng chảy, người ta tập trung nghiên cứu theo số hướng sau: · Điện phân clorua Nhiều nước nghiên cứu theo hướng Riêng công ty Alcoa (Mỹ) nghiên cứu 15 năm gần Cơ sở phương pháp dựa vào phân ly điện hóa clorua nhơm hịa tan hỗn hợp natri clorua liti clorua, hàm lượng AlCl3 khoảng 7%, điện phân khoảng 7200C thiết bị có cấu tạo đặc biệt · Phủ đáy chất thấm ướt nhôm Công ty Kaiser nghiên cứu phủ TiB2 đáy bể, dùng cực âm có rãnh · Dùng cực dương trơ Một số công ty thử nghiệm với cực dương vật liệu compozit (gồm oxit kim loại 83-95% NiFe2O4/NiO 5-17% Cu) Tuy nhiên, công trình nghiên cứu giai đoạn thử nghiệm áp dụng thử Trong đó, phương pháp cơng nghệ lựa chọn cho sản LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com xuất phải vừa mang tính chất tiên tiến, vừa phải ổn định để đảm bảo tin cậy Vì vậy, việc lựa chọn phương pháp điện phân criolit - alumin nóng chảy với cực than có khoa học phù hợp với thực tiễn 3.4 Xu hướng chung sản xuất nhôm: Ngành công nghiệp nhôm ngành sản xuất với tiêu hao lượng cao yêu cầu đầu tư lớn, hướng phát triển ngành tập trung ưu tiên vào số vấn đề sau: - Chuyển trình sản xuất alumin từ nước phát triển đến vùng có mỏ bơxit (chi phí vận tải bơxit lớn: chi phí vận chuyển bơxit từ ơxtrâylia châu âu tương đương chi phí lượng sản xuất alumin nhà máy đại ~8GJ/t) - Chuyển dời nhà máy điện phân nhôm đến vùng có nguồn lượng địi hỏi đầu tư thấp, đặc biệt nơi có nguồn thuỷ điện Cả hai điều kiện mỏ nguồn thuỷ điện tập trung chủ yếu nước phát triển, ngành cơng nghiệp nhơm nói chung alumin nói riêng có xu hướng phát triển nước phát triển (Ơxtrâylia, Braxin, Nam Mỹ, Giamaic…) - Xây dựng nhà máy có cơng suất lớn, thiết bị đại, tự động hóa cao Áp dụng cơng nghệ hồn thiện với cơng suất tối thiểu sau : LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Khai thác mỏ: triệu t/năm Nhà máy alumin: triệu t/năm Nhà máy điện phân nhôm : 0,5 triệu t/năm - Đối với nhà máy vận hành, cần phải tối ưu hóa q trình cơng nghệ, đại hóa thiết bị để giảm chi phí ngun, nhiên liệu lượng đến mức thấp Ví dụ: bổ sung hệ thống bốc nhiều giai đoạn, lò nung tầng sôi, kết tủa giai đoạn để tạo alumin dạng cát… - Về mặt cơng nghệ lựa chọn khả tiết kiệm lượng nguyên nhiên vật liệu như: cải tiến quy trình cơng nghệ, lựa chọn nồng độ tối ưu Áp dụng cơng nghệ hịa tách đặc biệt hịa tách đường ống, hịa tách với chất xúc tác), cơng nghệ đồng xử lý loại bôxit: điaspor (bơmit) với bơxit gipxit (cơng nghệ dịng song song), cơng nghệ hài hịa, cơng nghệ hịa tách giai đoạn), tăng hiệu trình kết tủa (sản xuất alumin dạng cát với nồng độ kiềm cao), giảm mát kiềm, sử dụng chất kết bơng tổng hợp cho q trình lắng… IV KẾT LUẬN Trong giai đoạn nay, điều kiện nguồn điện hạn chế nên việc tập trung khai thác bôxit - sản xuất alumin Việt Nam hướng theo xu hướng phát triển giới Nhưng để phát triển bền vững, nên lựa chọn cơng suất nhà máy có hiệu kinh tế >= triệu alumin/năm lựa chọn đối tác liên doanh có cơng nghệ, thiết bị tiên tiến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Do đặc thù đầu tư chi phí lượng cho điện phân nhôm lớn nhiều so với sản xuất alumin (đầu tư nhà máy điện phân 4.500 - 5.500 USD/T, nhà máy alumin 800 - 1.400 USD/T; chi phí điện nhà máy điện phân 13.000 - 14.000 kWh/T, nhà máy alumin 200 - 256 kWh/T ) nên khó phát triển điện phân nhơm tình trạng thiếu điện Chúng ta nghĩ đến xây dựng nhà máy điện phân nhơm sau năm 2010 Khi việc lựa chọn công nghệ điện phân công suất nhà máy nên theo tiêu chí sau: - Áp dụng phương pháp điện phân nhơm dung dịch criolit nóng chảy (phương pháp Hall - Heroult) với quy mô công suất dãy bể tối thiểu 250.000 Al/năm - Chọn loại bể điện phân có quy mơ cơng suất (tính theo cường độ dòng chiều) 300-400 kA, sử dụng cực dương thiêu trước hệ thống nạp liệu tự động - Chọn hệ thống lọc bụi khơ có sử dụng alumin dạng cát để hấp phụ khí flo LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ...I TÀI NGUN BƠXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN Tài nguyên bôxit giới Tình hình khai thác quặng bơxit giới 13 Thị trường sản phẩm từ quặng bôxit giới 18 Tình. .. giới27 II TÀI NGUN BƠXIT Ở VIỆT NAM, TÌNH HÌNH KHAI THÁC 33 Tài nguyên bôxit Việt Nam 33 Tình hình khai thác, nghiên cứu, chế biến quặng bôxit Việt Nam, xu hướng phát triển ... alumin giới sản xuất công nghệ Bayer I TÀI NGUN BƠXIT TRÊN THẾ GIỚI, TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN Tài nguyên bôxit giới Bơxit nguồn tài ngun khống sản dồi giới Với sản lượng khai thác mức tăng