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浮选铝土矿脱硅

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浮选铝土矿脱硅百科

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浅谈铝土矿脱硅工艺

2018-12-27 15:30:42

铝土矿是氧化铝生产用到的最基本的原材料,没有铝土矿或者说没有合格的铝土矿就无从谈及氧化铝的生产。国内铝土矿主要为一水硬铝石型铝土矿,具有高铝、高硅、低铁的特点,铝硅比偏低,矿物组成复杂,嵌布粒度细,嵌布关系复杂,铝矿物和硅酸盐矿的可磨性差异较大。初步统计,我国70%以上的铝土矿矿石铝硅比在7以下,这样的生产原料很难满足拜耳法生产氧化铝的要求。必须进行预脱硅处理,提高其铝硅比。预脱硅处理铝土矿一般方法有物理脱硅、化学脱硅和生物脱硅。    物理脱硅    物理脱硅一般采用的是浮选脱硅,也是迄今为止研究较多的方法,依据矿物表面性质的不同,实现矿物的分离,也是较为有效和经济的方法,浮选可分为正浮选和反复选。从根本上说,矿物的元素组成及晶体结构的差异造成了矿物表面性质不同,从而影响矿物颗粒在水介质的亲水性、分散和团聚行为,进而影响矿物的浮选行为。我国铝土矿中主要含硅脉石矿物的晶体结构、矿物表面断裂键的特性不完全相同,对矿物表面的润湿性、电性及可浮性也有较大的影响。通过对一水硬铝石和高岭石颗粒的溶解、分散和团聚行为进行实验研究,得出调节矿物表面的性质,实现高效分散是实现铝硅分离的重要手段。通过采用矿物晶体化学理论分析矿物晶体结构特征与可浮性之间的关系,以及产生一水硬铝石和高岭石可浮性差异的主要原因。    利用一水硬铝石、高岭石、伊利石、叶蜡石等矿物之间晶体结构、表面性质的差异,并通过浮选药剂改变浮选化学环境来进一步扩大各矿物之间表面润湿性与可浮性的差别,可实现这些矿物之间的选择性浮选分离。当前来看,铝土矿浮选脱硅是解决我国低品位铝土矿经济利用的有效途径,随着正浮选脱硅工艺示范线的建成并投产,铝土矿浮选也得到越来越多的同行专家的认可。由于我国铝土矿主要为一水硬铝石型铝土矿,各地铝土矿杂质矿物性质和含量差异较大,因此有针对性地研究铝土矿正反浮选工艺和药剂是选矿和冶金工作者们需要不断开展的课题。    化学选矿脱硅    化学选矿脱硅的特点是,在化学反应的作用下使含硅矿物发生分解。主要工艺包括预焙烧、溶浸脱硅、固液分离等工序。研究结果表明:铝土矿化学选矿的本质是矿石在一定温度下分解其中的含硅矿物(主要是高岭石)成Al2O3和SiO2,然后用苛性钠溶液浸出,使矿物中的SiO2溶出而达到脱硅的目的。前苏联将原矿在1000°C条件下焙烧60min,然后用10%的苛性钠溶液浸取2h,可使其中77%的SiO2脱除,最终铝的回收率可达88%~98%,A/S比由2.4提高到8.9~9.8。我国山东铝业公司对含Fe2O3∶4%,A/S∶4.0~5.0的山西铝土矿,经900~1100°C焙烧,以含Na2O3的NaOH溶液,在3kg/cm2压力下浸出15min可使A/S提高到12~13。但化学选矿脱硅能耗高,焙烧制度严格,技术还不够完善且成本很高。而且,化学选矿脱硅脱除的是非晶态的SiO2,而矿石中原来存在的α-SiO2是不会被脱除掉的。    生物选矿脱硅    生物选矿脱硅是用微生物分解硅酸盐和铝硅酸盐矿物,可以将铝硅酸盐矿物分子破坏成为氧化铝和二氧化硅,并使二氧化硅转化为可溶物,而氧化铝不溶得以分离。生物选矿脱硅上具有良好前景的铝土矿脱硅方法。用此法可以得到较高的工艺指标,并基本上消除对环境的污染。前苏联哈萨克斯坦进行过高岭石与三水铝石生物浸矿分离试验,采用杆菌胶质类细菌对细泥和磁性产品浸出,浸出温度28°C~30°C,液固比为5,浸出时间为9d,得到了约62%的脱硅率和99%的Al2O3回收率。用于铝土矿脱硅用的微生物主要为硅酸盐细菌,其中包括环状芽孢杆菌(Baeillus Circulans)和胶质芽孢杆菌(Bacillusmucilaginosus)。有人曾分离得到了3株不同来源的胶质芽孢类杆菌,经驯化培养后对几种铝土矿样进行了脱硅研究,结果表明:三株不同来源的硅酸盐细菌能较好地浸出铝硅酸盐矿物中的硅,浸出率在25.7%~65.7%;不同类型硅酸盐矿物由于其晶格结构不同,细菌浸出其中硅的程度不同,细菌对石英、长石等架装结构的硅酸盐矿物的浸出效果不如对绿泥石、高岭石等层状结构的硅酸盐矿物的浸出效果明显。采用连续浸出工艺,细菌浸出硅的效果要明显强于单独摇瓶浸出效果。同时,连续浸出工艺可以大大缩短矿样的下降浸出时间(缩短2d~5d)铝土矿原矿的A/S从3.73提高到11.73,但铝土矿中主要脉石矿物为高岭石或绿泥石时,其铝硅比可从3.73提高到18左右,脱硅率最高可达到82%。    结论    以上汇总描述了在氧化铝生产的时候对铝土矿的脱硅一般采用的方法,有些办法适合快速处理铝土矿,有些办法适合缓慢地处理,各有利弊,这就要求我们要根据实际的情况和拥有的铝土矿资源特点合理采纳应用适合的脱硅方法。

铝土矿反浮选脱硅研究的进展

2019-02-19 09:09:04

铝土矿反浮选脱硅研讨的开展   肖婉琴1,2,程新朝2,杨耸芬1 (1. 北京科技大学,2. 北京矿冶研讨总院)       现在,我国根底储量中到达工业规划使用的铝土矿大多是一水硬铝石型铝土矿。此类铝土矿的杰出特色是高铝、高硅、低铁、低铝硅比,矿藏组成非常杂乱,嵌布粒度较细,嵌布联系杂乱,铝矿藏和铝硅酸盐矿藏的可磨性差异较大。针对上述矿石的特殊性质,氧化铝的出产方法首要选用烧结法和联合法。可是,与拜耳法比较,烧结法和联合法无论是直接能耗仍是直接能耗都显着偏高,严峻地限制了我国氧化铝工业的开展。       为了使此类铝土矿能满意拜耳法出产氧化铝的需求,就必须对铝土矿进行预脱硅处理。现在,铝土矿预脱硅首要会集在选矿办法上,能够分为三大类,即物理选矿、生物选矿和化学选矿。详细包含洗选、筛分、挑选性碎解一分选、浮选、挑选性絮凝、硫化分选、细菌选矿、磁过滤、载体浮选、挑选性聚团浮选、化学浸出和辐射选矿等。其间,浮选法使用最为广泛,它具有脱硅效果好、流程简略等长处,经浮选脱硅后的产品完全能合适拜耳法的需求,到达了下降能耗和节省本钱的意图。        浮选脱硅是根据矿藏之间表面性质的差异,以完成有用矿藏与脉石矿藏别离的办法,可分为正浮选脱硅和反浮选脱硅。正浮选脱硅已广泛地使用于现场出产,并获得了必定的开展。可是,仍然存在以下几个问题:     (1)在破碎与磨矿进程中,铝硅酸盐矿藏比一水硬铝石易碎易磨。为了到达有用矿藏浮选粒度的要求,必然形成脉石矿藏的泥化,这不可避免地增强了浮选的机械夹藏效果,导致了浮选目标的恶化;     (2)精矿的上浮量较大,也就是说矿浆循环量较大,不易操作与操控,而且会形成了精矿过滤和脱水困难,而精矿中所含水份必需在冶炼溶出阶段蒸腾去除,这无疑添加了不必要的能量消耗;    (3)精矿表面吸附有许多的药剂,形成冶炼前的精矿脱药困难;     (4)尾矿的浓度低,给尾矿的处理与使用带来不方便。与正浮选脱硅比较,选用反浮选脱硅完全能够战胜上述坏处,而且简单完成粗磨矿,有利于下降磨矿的能耗,下降精矿所含的水份。由此看来,反浮选脱硅应是一种具有开展前途的办法。本文评述现在反浮选脱硅的现状,并对反浮选脱硅技能进行了展望。   1 铝土矿反浮选脱硅的研讨现状       铝土矿反浮选铝硅别离是按捺一水硬铝石,浮选铝硅酸盐矿藏。现在,对反浮选脱硅进行了许多的实验研讨,在理论和浮选药剂方面获得了很大的开展,而且在小型实验的根底上成功地进行了扩大连选实验。   1.1 铝土矿中首要矿藏的晶体化学和表面化学研讨        矿藏的晶体结构直接影响着矿藏解理后表面的极性以及不饱和键的性质,进而决议了矿藏在水溶液中的性质。也就是说,不同矿藏之间浮选行为的差异从本质上来讲都是因为它们之间存在晶体结构上的差异而形成的。因而,研讨矿藏晶体结构、表面性质以及浮选行为三者之间的联系,有助于更清楚地知道矿藏的浮选行为,对拟定矿藏浮选别离工艺具有指导含义。        北京矿冶研讨总院的崔吉让等[1]首先对一水硬铝石和高岭石晶体结构及表面性质进行了总结,并对高岭石颗粒的涣散和聚会行为进行了实验研讨和理论核算,以为高岭石的溶液特性及端面与底面荷电性质的差异对颗粒的涣散及聚团具有重要影响。这部分作业是“九五”国家科技攻关中的部分内容,为我国一水硬铝石型铝土矿分选供给根底材料,为往后研讨作业打下了坚实根底。随后,中南大学和东北大学对此进行了深人研讨。        冯其明等[2]使用密度泛函一膺势DFT-pseu-dopotential)的量子化学办法模拟了一水硬铝石(a -AIOOH)及其(010)表面的原子和电子结构,选用广义梯度近似(GGA-PBE)理论核算得到了晶格参数和原子分数坐标,并挑选原子层数为4,真空层厚度为7.5的Slab模型模拟T a-AIOOH的(010)面,得出原子驰豫表面的表面能为0.491 J /m2。根据表面态密度分析、表面原子排布状况以及前哨轨迹理论推测出,阴离子捕收剂很难与一水硬铝石(010)面上的A1的原子间发作化学效果,却简单与表面的H原子彼此效果。随后,胡岳华等〔3-6〕经过分析一水硬铝石、高岭石、叶腊石和伊利石的晶体结构特色和潮湿性的联系,并结合浮选实验得出它们的亲水性由强到弱的次序为:一水硬铝石>高岭石、伊利石>叶蜡石。一起,分析了晶体结构、表面潮湿性、电性与可浮性的联系,以及晶体缺陷与可磨性对可浮行为的影响。经过核算得出了四种矿藏晶体单位晶面上开裂键的数目,及三种铝硅酸盐矿藏晶体边面上晶面的单位面积开裂键数巨细次序为:Nsi-011101   1.2 铝土矿反浮选脱硅的浮选药剂研讨       近几年来,反浮选脱硅的研讨首要会集在铝硅酸盐矿藏的强捕收剂和一水硬铝石的按捺剂的组成及效果机理上。选用的捕收剂首要有十二胺、十四胺、十八胺、季按盐 DTAL,氯化月桂、N-(2-乙基)一月桂酞胺、N-(3-丙基)一月桂酞胺、甲奈胺、N-烷基一1,3一丙二胺和脂肪多胺类等〔“一‘51。选用的调整剂首要有阳离子聚酞胺、SA3, SFL,氯化钠、、变性淀粉、二氧基二乙酸、草酸钠、柠檬酸钠、水杨酸钠、乳酸和ATNO等[16-25]。[next]       尽管浮选药剂的研讨获得了较大的开展,可是要完成反浮选脱硅的工业化,仍存在许多困难。研讨与开发具有强捕收性、高挑选性的捕收剂以及高挑选性的按捺剂仍是往后反浮选脱硅研讨的重点作业之一。     1.3 挑选性磨矿与分级技能开展     挑选性磨矿是根据有用矿藏与脉石矿藏的硬度差异,在磨矿时经过工艺参数的优化与调整完成挑选性破坏,使高硬度·难磨碎的矿藏进人粗粒级,而低硬度、易破碎的矿藏进人细粒级。挑选性分级是根据矿藏磨矿后破坏程度和粒度的特色进行分级,以完成有用矿藏与脉石矿藏的开始别离。我国铝土矿中首要有用矿藏-一水硬铝石的硬度为6.5-7,首要脉石矿藏— 高岭石、伊利石、叶腊石的硬度均小于3,可见有用矿藏与脉石矿藏之间存在着显着的硬度差异,完全能够在粗磨时进行挑选性别离,然后使Al2O3几在粗粒级中富集,SiO2在细粒级中富集。这样既到达了动力的节省、负荷较少的意图,又为粗粒级和细粒物料别离进行反浮选脱硅供给了条件。     北京矿冶研讨总院的任爱军[26,27]针对铝土矿矿藏的特性进行了旋流浮选研讨,详细经过考察旋流分选器各项参数进行挑选性分级,并对粗粒级矿藏和细粒级矿藏别离处理。在实验室小型实验和扩大连选的根底上,得到了工业使用。为往后反浮选挑选性磨矿与分级供给了有价值的参阅。随后,张敏[28]针对洛阳铝土矿,从技能、经济及操作办理等     魏新超等[29]考察了磨矿介质尺度、介质形状、充填率、料球等到磨矿浓度对铝土矿挑选性磨矿的影响,以为跟着颗粒粒度的增大,各粒级的铝硅比值变大,而且粗粒级中高铝硅比产率较高,这标明挑选性磨矿是可行的。为完成“挑选性磨矿十分选”得到部分粗粒级产品及脱泥后的窄等级物料浮选发明晰有利的条件。随后,张国范等[30]考察了球形、短圆柱形和短圆柱+球形3种磨矿介质对铝土矿挑选性磨矿的效果,得出大直径的球形介质简单形成过破坏,小直径的球形介质能前进粗粒级铝土矿的铝硅比,短圆柱介质具有杰出的挑选性,短圆柱+球形介质能大幅度地前进粗粒级的铝硅比,合适铝土矿挑选性磨矿的要求。该论文为挑选性磨矿介质挑选方面进行了全面比较,对铝土矿选矿碎磨流程进行讨论,拟定了“粗碎一湿式分级一粗粒破碎一球磨流程和粗碎一半自磨一球磨流程”两个技能可行的碎磨流程计划,为挑选性磨矿供给参阅。 供给了理论根据,对实践具有指导效果。袁致涛等[31]经过加人ZM-1助磨剂强化了铝土矿挑选性磨矿进程,前进了粗粒级中A /S > 9的产品产率,到达了下降浮选物料量、削减泥化、强化浮选、前进脱水功率的意图。ZM-1助磨剂的研讨也为“挑选性磨矿十浮选”工艺的进一步开展供给了根据。     1.4 涣散和挑选性絮凝的开展     在铝土矿反浮选脱硅进程中,矿浆悬浮液系统中不同矿藏之间的彼此稠浊和矿泥罩盖等现象对微细粒一水硬铝石的收回和精矿铝硅比有显着的影响。因而,研讨矿粒间的涣散和挑选性絮凝以使各种硅酸盐矿藏到达有用的别离具有重要的含义。     骆兆军等[32]根据经典的DLVO理论,使用颗粒间的彼此效果分析了微细粒一水硬铝石在各种硅酸盐脉石矿藏表面的粘附状况,指出一水硬铝石和脉石颗粒间的范德华力总是招引的,而静电效果在弱碱条件下为排挤;在弱酸性条件下为招引,机械夹藏效果较为严峻,不利于反浮选脱硅。此理论研讨为往后规划涣散条件供给了理论根据。     王毓华等[33]经过对许多涣散剂实验研讨标明,在磨矿进程中添加碳酸钠能够有用涣散矿浆,完成挑选性脱泥,前进反浮选目标,显着下降药耗。随后,张云海等[34。35]选用涣散剂YF-1和絮凝剂YX-1对一水硬铝石和伊利石进行了别离实验,得出涣散剂YF-1对伊利石具有杰出的涣散效果,絮凝剂YX-1出现杰出的挑选性。在充沛的涣散条件下,能够经过挑选性絮凝使伊利石和一水硬铝石得到有用别离。一起,还使用复合药剂YB-1、涣散剂YF-2和絮凝剂 YX-3考察了一水硬铝石和硬高岭石的人工混合矿的反浮选别离,经一次粗选和一次精选,得到杰出的分选目标。     1.5 影响反浮选的其它要素的研讨     影响浮选的要素除了浮选药剂外,还有许多的物理参数,如物料的粒度及粒度组成、磨矿细度、矿浆温度、矿浆浓度、浮选设备的拌和强度及充气量等。     王毓华[36,37]经过分析影响铝土矿反浮选的许多物理要素,挑选矿浆浓度、拌和强度、充气量及物料粒度四个要素进行了研讨,根本规律如下:1)在单位矿石药剂用量不变的状况下,随矿浆浓度的升高,精矿铝硅等到A12O3收回率均下降,其首要原因是,跟着浓度添加,脉石矿藏及一水硬铝的质量流率均添加,矿浆豁度也相应增大,一水硬铝石也会在机械搀杂效果下上浮,恶化了浮选目标,合适的浮选矿浆浓度为16%~22%之间;2)当浮选机转速较低时,矿浆的紊流效果差,精矿收回率较高,而精矿质量相对较差。当转速过高时(大于300 r/min),矿浆翻花严峻,机械搀杂效果显着,精矿收回率及质量均下降,较合适的浮选机转速约为250~300 r/min;3 )跟着充气量的增大,脉石矿藏的质量流率也相应增大,有利于精矿铝硅比前进,但过大充气量不利于收回率的前进,较合适的充气量约为25~45 mL/s。 4 )对球磨和棒磨实验比照标明:选用球磨方法,经过不断优化磨矿条件,也难手显着添加中间粒级(-0.15+0.043 mm)的含量,选用棒磨方法,排矿的粒度组成较为均匀,一水硬铝石富集合体含量相对较高,过破坏相对较少。相同条件下的浮选实验标明,棒磨比球磨浮选精矿铝硅比约高0.3~0.4,Al2O3从几 收回率约高2%~6%。     1.6 反浮选技能使用     经过近几年的尽力铝土矿反浮选小型实验获得了很大的前进,而且在小型实验的根底上进行了闭路实验和扩大连选实验。     北京矿冶研讨总院[38]针对河南矿样的工艺矿藏学特征,提出了“挑选性磨矿+高分子絮凝脱泥十反浮选”工艺流程,并在酸性和碱性条件下,完成了反浮选脱硅闭路实验。实验矿样首要成分为一水硬铝石(65.57%)和一、三软铝石(1.25%),脉石矿藏首要有高岭石(10.8%)、伊利石(6.9)、叶腊石(3.1%)、绿泥石(0.7%)。原矿 A12O3含量为64.55 % ,A/S为6.07,在酸性介质中,获得精矿A12O3收回率为84.01%,A/S为10.04的目标;碱性介质中,获得精矿从几 收回率为87.15 %, A/S为9.57的效果,根本上到达了“十五”国家科技攻关技能目标要求,完全能够经过优化流程内部结构,药剂组合完成反浮选工业化。为进一步完成工业化指明晰方向。[next]     中南大学[39]针对取自河南的“973”矿样和“九五”国家攻关矿样别离进行连选实验,其间“973”矿样的首要有用矿藏为一水硬铝石,首要脉石矿藏是伊利石和高岭石,以及少数的绿泥石、叶腊石。原矿A12O3为63.97 %, A/S为5.71,获得精矿A12O3收回率为85.76 % , A/S为10.04的目标;“九五”攻关矿样的首要有用矿藏为一水硬铝石,其次为叶腊石、伊利石和少数的绿泥石、高岭石,原矿 A12O3为64.69%, A/S为 5.68,获得精矿 A12O3含量为85.04 % , A/S为10.52的效果。两次连选均获得了成功,体现出了反浮选对不同矿样杰出的适应性,为完成反浮选工业化打下了坚实的根底。     2 反浮选脱硅技能展望     1)首要的问题是矿泥。在磨矿进程中,部分一水硬铝石发作泥化,严峻影响了浮选目标。矿浆的挑选性涣散和挑选性絮凝仍是往后的研讨方向之一。别的,具有挑选性的破碎设备、磨矿设备、高效脱泥设备以及合适粗粒和细粒铝土矿的浮选设备的开发与研讨也是往后所必需的。     2)具有高挑选性的强捕收剂的研讨与开发。高岭石、伊利石和叶腊石等三种硅酸盐脉石矿藏之间的浮游性质存在必定的差异,为了完成反浮选脱硅,三种脉石物都必需浮出。因而,研发与开发具有强捕收才能、高挑选性且起泡性不太强的捕收剂至关重要。     3)研发一水硬铝石的有用挑选性按捺剂。一水硬铝石具有杰出的浮选性,因而要使铝硅酸盐与一水硬铝石有用别离,开发与研发具有高效的、高挑选性的按捺剂也是很有必要的。     3 结束语     铝土矿的反浮选脱硅在理论方面获得了许多效果,得到了许多业内人士的必定。跟着研讨的不断深人,人们对铝土矿反浮选脱硅的重要性和必要性的知道会愈加清楚。从当时所面对的状况来看,铝土矿反浮选脱硅将是铝土矿浮选脱硅当时与往后研讨的首要内容之一。     参 考 文 献     1、崔吉让,方启学,黄国智 .一水硬铝石与高岭石的晶体结构和表面性质[J]。有色金属,1999,51(4):25-29     2、冯其明,陈远道,一水硬铝石(a-AlOOH)及其(010)表面的密度泛函研讨[J]。我国有色金属学报,2004,(4):670-675     3、胡岳华,等,一水硬铝石型铝土矿铝硅浮选别离溶液化学:I晶体结构与可浮性[J]矿冶工程,2000;20(2)11-14     4、刘晓文,胡岳华,3种二八面体型层状硅酸盐矿藏的潮湿性研讨[J]矿藏岩石,2005,25(1):10~13     5、Hu Y,Liu X, Role of crystal structure inflotation separation of dia-frompore kaolinite, pyrophylite and illite[J].Minerals Engineering2003[J]。2003,16:219~227     6、Hu Yl, Liu X.Chemical composition and surface property of kaolins[J]Minerals 2003,16,1279~1284     7、印万忠,韩跃新,一水硬铝石和高岭石可浮性和晶体化学分析[J],金属矿2001,(6):29~33     8、Ishchenko VV, et al. 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铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅

2019-01-30 10:26:21

一、铝土矿选择性磨矿一聚团浮选脱硅         到目前为止,工业应用的铝土矿选矿方法有两种,一是堆积型铝土矿洗矿富集,二是沉积型铝土矿正浮选脱硅。2003年,由中南大学研发的铝土矿“选择性磨矿-聚团浮选脱硅”技术在中州铝业公司的选矿-拜耳法生产氧化铝生产线获得成功应用。         由于铝土矿原矿中Al2O3含量高,故正浮选的泡沫产品产率必然较高,往往可达到80%甚至更高。因此,按常规方法进行一水硬铝石型铝土矿正浮选,就产生出两个问题:①浮选槽内矿浆浓度急剧降低,粗细两级兼收困难,粗粒易沉槽;②细粒硅矿物易被夹杂进入泡沫产品,影响精矿质量。         铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺首先充分利用铝土矿的选择性碎解特性进行选择性磨矿,使磨矿产品中粗粒级的铝硅比提高,将粗粒级直接作为精矿,再通过选择性聚团浮选处理细粒级,强化铝硅的分离和细粒级铝矿物的回收。浮选过程分为粗、扫选和精选两大循环。粗、扫选循环获得的粗精矿进入精选循环,产出浮选精矿;精选循环的尾矿和粗扫选尾矿合并作为最终尾矿。选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺的原则流程见图1。    图1  铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅原则流程         该工艺从根本上解决了粗粒回收、低浓度硅矿泥中矿干扰粗选等问题,可以大幅度减少浮选药剂的用量,提高浮选段的处理能力和铝硅分离的选择性,进而提高选别指标和经济效益,并使精矿中有机物含量降低。         表1是河南和山西铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅的试验结果。可见,选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺对不同产地、不同铝硅比的铝土矿有很好的适应性,能获得优良的选别指标。而且,与1999年“九五”攻关工业试验流程相比,处理相同矿石(中州矿)的处理能力提高24.47%,碳酸钠、分散剂、捕收剂的用量分别是原工艺的66.62%,48.25%和53.83%。 表1  铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅试验结果矿 样试验规模工 艺处理量 /(t/d)铝硅比Al2O3 回收率/%药剂用量 /(g/t)原 矿精 矿中州样 中州样 山西样工业试验 工业试验 扩大连选选择性磨矿-聚团浮选 “九五”攻关流程 选择性磨矿-聚团浮选64.02 51.43 1.526.34 6.34 4.4012.33 13.40 11.0988.74 86.54 85.575188 8273 4730         铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅技术作为中州铝业公司选矿-拜耳法氧化铝生产工艺中的选矿脱硅工艺,从2003年10月投产以来,取得了良好的技术经济指标。中州铝业公司300 kt/a生产线建成投产第1年的铝土矿选矿指标为:原矿铝硅比5.0~5.7,精矿铝硅比10.3~11.7,精矿Al2O3回收率84.5%~89.0%;其选矿成本相当于原矿采购价格的20%。而中低品位铝土矿采购价格大大低于拜耳法生产需要的高铝硅比矿石价格,所以采用选矿精矿作为拜耳法的生产原料,从经济上来说是适宜的。2004年10月起,中州铝业公司选矿-拜耳法生产成本(矿石铝硅比5.6左右)已和强化烧结法(矿石铝硅比6.8左右)的成本相当,与传统拜耳法基本持平。鉴于强化烧结法生产氧化铝所具有的成本先进性和竞争性,这有力证明了选矿-拜耳法的成本潜力和发展后劲。         二、铝土矿选矿脱硅实践中的问题与今后工作方向         从铝土矿选矿脱硅技术产业化的角度出发,认为铝土矿选矿脱硅实践中的主要问题与今后的工作方向有以下几方面:         (一)铝土矿选矿脱硅尾矿的处理技术与方案的研发。目前的工业实践中,铝土矿选矿尾矿的固液分离、尾矿堆存及进一步利用等问题尚未很好解决。铝土矿选矿脱硅尾矿粒度细、浓度低是任何选矿脱硅方法都不可避免的问题,这是由铝土矿的矿石性质所决定的,改变选矿方法往往只能改变尾矿的沉降性能。因此,如何从根本上解决铝土矿尾矿的处理问题是今后需要开展的工作。不仅要从改善铝土矿尾矿的沉降性能、压缩性能、过滤性能等方面入手,还应突破常规思路,研究尾矿处理的新方案。          (二)深入研究铝土矿矿石性质与选矿脱硅的关系。深入研究铝土矿矿石性质与选矿脱硅的关系,有助于准确评价各矿区铝土矿的可选性和充分合理利用我国的铝土资源,对于正确选择铝土矿选矿脱硅方法,提高工作效率和选矿效果也很有益。         (三)探索进一步提高精矿铝硅比的可能性。这不仅能为氧化铝工业提供精料,同时可以推动铝土矿选矿技术的进步。强化铝土矿的选择性碎解、多各力场联合分选、高效浮选药剂的研发都是今后研究的方向。        三、结论         (一)我国铝土矿资源储量与中国氧化铝生产能力很不匹配,铝土矿资源的保障程度越来越令人担忧。铝土矿选矿对充分合理利用占我国铝土矿储量80%以上的中低铝硅比铝土矿资源有重要意义。我国铝土矿选矿的主要目的就是选矿脱硅,获得高铝硅比精矿。         (二)铝土矿矿石性质与选矿脱硅的关系是:堆积型一水硬铝石型铝土矿采用洗矿富集,沉积型一水硬铝石型铝土矿是选矿脱硅的主要对象;一水硬铝石型铝土矿的选择性碎解特性是铝土矿选矿脱硅的重要基础,也是矿石可选性的一个判据,一水硬铝石以集合体形式存在则是选择性碎解的基础;铝土矿选矿脱硅的本质就是脱除细粒级含硅矿物。         (三)铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺利用铝土矿的选择性碎解特性,通过选择性磨矿和选择性聚团浮选,强化铝硅分离,粗细粒级铝矿物兼收,并大幅度减少浮选药剂用量,提高处理能力,技术经济指标好,在中州铝业公司选矿-拜耳法氧化铝生产工艺中获得成功应用。         (四)铝土矿选矿脱硅实践中的问题与今后工作方向:研发铝土矿脱硅尾矿的处理技术与方案;深入研究铝土矿矿石性质与选矿脱硅的关系;探索进一步提高精矿铝硅比的可行性。

铝土矿矿石性质与选矿脱硅

2019-01-30 10:26:21

我国一水硬铝石型铝土矿主要为沉积型和堆积月型两类,据报道,沉积型铝土矿约占全国总储量的86%,堆积型矿铝土矿约占全国总储量的13%。我国铝土矿以沉积型一水硬铝石型铝土矿为主,但堆积型一水硬铝石型铝土矿是我国独特的铝土矿资源。这两类矿石性质的明显差异,使它们的选矿方法不同。         一、堆积型一水硬铝石型铝土矿矿石性质与选矿脱硅         堆积型一水硬铝石型铝土矿主要产于我国南方广西、贵州、云南等地,代表矿区为广西平果铝土矿。平果铝土矿的化学组成特点是中铝、低硅、低硫、高铁, Al2 O3含量与Fe2O3含量呈明显的负相关关系,其相关系数为-0.92;矿石中主要矿物为一水硬铝石,其次为针铁矿、赤铁矿、高岭石、绿泥石、锐钛矿等。         堆积型铝土矿含矿层由粘土和铝土矿碎屑组成,碎屑粒级分布范围广。平果铝土矿各典型矿区原矿的粒度筛析结果:铝硅比随粒级变化的规律是粒度越细铝硅比越低,+1mm粒级铝硅比>8,-0.3mm粒级铝硅比<2,硅在细粒级富集。只要脱除-1mm粒级甚至-0.3mm粒级,就可以使矿石的铝硅比达到氧化铝生产要求。因此,洗矿脱泥,矿砂作为拜耳法生产氧化铝的原料是堆积型铝土矿选矿的典型流程,我国平果铝业公司一直采用洗矿-拜耳法工艺,用堆积型铝土矿生产氧化铝。         二、沉积型一水硬铝石型铝土矿矿石性质与选矿脱硅         我国铝土矿产区较集中,山西、贵州、广西和河南4个省区占全国保有储量90%以上。其中山西、河南铝土矿均为沉积型,贵州铝土矿以沉积型为主。     沉积型铝土矿具有铝高、硅高、铁较低的化学组成特点,是选矿脱硅的主要处理对象,有关铝土矿选矿脱硅的研究也要集中于该类铝土矿。到目前为止,已有多种选矿脱硅的研究报道,涉及正浮选、反浮选、选择性磨矿-分级、选择性絮凝、重选等选矿方法,以及一些基础研究。         铝、硅矿物的性质差异是选矿脱硅方法的基础,而铝土矿石的结构构造,铝、硅矿物的嵌布特性则决定了铝土矿选矿脱泥的难易程度甚至可行性。         沉积型一水硬铝石型铝土矿中有用矿物为一水硬铝石,主要含硅矿物为铝硅酸盐,包括高岭石、伊利石、叶腊石。3种硅矿物的含量比率因产地、矿区而异。     一水硬铝石与铝硅酸盐矿物的密度差异小,硬度差异明显(表1)。一水硬铝石在铝土矿中的自然粒度较细,硅矿物更甚。但是,铝土矿中,一水硬铝石往往以柱状、粒状、豆鲕状、板状、纺锤状等集合体形式存在。一水硬铝石集合体的硬度较高,与铝硅酸盐矿物的硬度差异大。一水硬铝石型铝土矿的磨矿产品表现出粒级富集的特点。因此,可以认为,一水硬铝石能够以富集合体形式与含硅矿物解离开来,从而使铝土矿碎解过程具有选择性。铝土矿中以富集合体形式存在的一水硬铝石越多,碎解的选择性越明显。 表1  铝、硅矿物的物理性质差异矿 物一水硬铝石高岭石伊利石叶腊石莫氏硬度6~71~31~21~2密度/(g/cm3)3.3~3.52.61~2.682.6~2.92.65~2.90         一水硬铝石型铝土矿的选择性碎解特性是铝土矿选矿脱硅的重要基础,也是矿石可选性的一个判据。选择性磨矿-分级脱硅就是对铝土矿选择性碎解特性的直接应用,而各种重选脱硅方法主要也是基于磨矿后铝、硅矿物间的粒度差异而不是密度差异实现脱硅的。假若一水硬铝石型铝土矿必须磨到铝、硅矿物的自然粒度才能有效解离,那么重力场、离心力场选别,筛分分级等方法就很难应用于铝土矿选矿脱硅,浮选法和选择性絮凝法恐怕也能达到较好的分选效果。         不同结构构造的铝土矿的可选性不同,其主要原因应该也是它们的选择性碎解性不同。常见的铝土矿矿石结构有粗糙状(土状)、碎屑状、豆鲕状、致密状。笔者在多年的铝土矿选矿实践中发现,致密状铝土矿较难选,矿石越致密越难选。致密状铝土矿的表面光滑致密,断口呈贝壳状,颜色多为灰色、青灰色,磨矿产品的选择性碎解作用不明显甚至没有选择性。赵平等的试验结果也反映,致密隐晶质状结构的铝土矿选择性破磨作用不明显。因此,致密状铝土矿难选的原因应该是在常规磨矿细度下铝、硅矿物间很难解离,若通过细磨实现铝、硅矿物间的解离,又难以保证适宜的人选粒度。         一水硬铝石和铝硅酸盐矿物的表面性质差异使浮选脱硅成为主要的选矿脱硅方法,也有选择性絮凝脱硅的研究报道。鉴于一水硬铝石的可浮性较好,到目前为止,正浮选脱硅的技术经济指标最好,并且成功实现了产业化。高岭石、伊利石、叶腊石3种硅矿物的可浮性不同,使得反浮选较正浮选难度更大。叶腊石具有一定的天然可浮性,因此,含硅矿物以叶腊石为主时的反浮选指标较含硅矿物以另两种矿物为主时更好,而正浮选指标相反。         综上所述,氧化铝生产工艺对原料铝硅比的要求并不很高,而铝土矿具有选择性碎解特性,铝在粗粒级富集,所以,铝土矿选矿脱硅的本质就是脱除细粒级含硅矿物,或者说脱除硅矿泥。能够有效分离细粒级铝、硅矿物的选矿方法,才能够获得优良的选别指标。在众多的铝土矿选矿方法中,铝土矿正浮选脱硅能够成功实现工业应用就是很好的佐证。

中低铝硅比铝土矿选矿脱硅方法

2019-01-18 09:30:15

中低铝硅比铝土矿选矿脱硅方法。将铝土矿磨至合适的细度后进行分级,分为1-2个粗粒级别和细粒级别,粗粒级全部或部分为精矿1,细粒级加入浮选药剂进行浮选,得到的浮选精矿为精矿2,精矿1和精矿2合并为铝土矿选矿精矿,浮选过程粗扫选循环和精选循环分别产出尾矿,作为铝土矿选矿尾矿。本工艺的过程可以完全保证精矿细度满足氧化铝生产的要求,使浮选作业的药耗减少30%以上,浮选作业的处理能力提高30%以上,铝硅分离的效果好,生产过程易稳定,工艺简单,经济效益显著。

铝土矿选矿脱硅新工艺研究

2019-01-24 17:45:39

铝土矿选矿脱硅新工艺研究   杨菊  方启学  黄国智  郑桂兵      摘要:在深入分析研究铝土矿的工艺矿物学特性的基础上,吸收了阶段磨矿一次选别工艺和分级-浮选工艺的优点,应用选矿先进理论和技术,新近开发出一种新工艺,创造性地把闪速浮选原理和粗细分选技术应用于铝土矿选别过程,获得理想结果,精矿产率达到83.09%,铝硅比12.61,三氧化二铝回收率90.39%。    关键词:铝土矿选矿;浮选脱硅;新工艺;选择性磨矿;粗细分选    中图分类号:TD923       文献标识码:A      高岭石、伊利是、叶腊石等含硅矿物是铝土矿中主要的脉石矿物,也是氧化铝生产中最为有害的杂质。硅在溶出时与铝生成铝硅酸钠(生产上称为钠硅渣)既引起铝的损失,也增加碱耗,同时使得氧化铝生产工艺复杂,生产成本高。    如何经济有效地脱除矿石中的二氧化硅,提高铝土矿的铝硅比,为氧化铝生产提供优质原料,从而降低生产成本,是合理利用我国铝土矿资源及促进我国氧化铝工业可持续发展的根本保证。    我国从20世纪50年代起就着手研究铝土矿选矿脱硅技术,在研究工作中总结经验,不断技术创新,取得巨大的进展。为了进一步优化浮选工艺,强化粗粒富连生体的捕集,放粗入选细度和精矿细度,降低选矿成本,改善精矿脱水过滤性能,开发出优于铝土矿选矿“九五”攻关成果的新工艺,为山东铝业公司铝土矿选矿厂建设设计提供依据。在深入分析研究铝土矿的工艺矿物学特性的基础上,吸收了阶段磨矿一次选别工艺和分级-浮选工艺的优点,应用了选矿先进理论和技术,例如,闪速浮选技术等,新近开发的一种新工艺。创造性地把闪速浮选原理和粗细分选技术应用于铝土矿选别过程,获得理想结果。在山东铝业公司大力支持下,于2001年7月28日顺利地完成了三个方案(阶段磨矿一次选别工艺、分级-浮选工艺及选择性磨矿-粗细分选新工艺)的对比连选试验,三个方案连续累计9个班试验指标见表1。试验结果表明,选择性磨矿-粗细分选工艺,技术先进、经济合理、易于实施。推荐采用该方案作为山东铝业公司铝土矿选矿厂设计依据,并建议在设计过程中考虑采用粗粒快速浮选技术及其配套装备实现该工艺。   表1  三个方案的连选试验结果/%工艺技术入选细度 /-75µm产品名称产  率品     位A/SAl2O3回收率Al2O3SiO2阶段磨矿 一次选别67.4精矿 尾矿 原矿81.40 18.60 100.069.05 36.20 62.945.78   10.7811.94   5.8489.30 10.70 100.0分级-浮选79.2精矿 尾矿 原矿83.85 16.15 100.067.95 37.74 63.076.36   10.8410.68   5.8290.34 9.66 100.00选择性磨矿 -粗细分选62.9精矿 尾矿 原矿83.09 16.91 100.068.71 35.89 63.135.45   10.8212.61   5.8390.39 9.61 100.0     1  开发新工艺的研究   1.1 新工艺的研究基础    我国研究铝土矿选矿脱硅技术,近年来取得巨大进步。具体表现如下:(1)创造性地把以一水硬铝石富连生体作为捕集和回收对象的技术思路应用于铝土矿选矿脱硅,解决了因一水硬铝石型铝土矿嵌布粒度细而导致的铝精矿粒度和氧化铝回收率之间的矛盾。(2)将铝土矿入选细度从95%以上-75µm放粗至70%~75%-75µm,保证了选别指标和放粗精矿粒度,为后续脱水过滤、拜耳法溶出赤泥沉降提供了条件。(3)开发了复合高效分散剂,实现矿浆的有效分散,选用高效组合捕收剂强化捕收一水硬铝石及富连生体,实现有效脱硅及最大限度地回收目的矿物。(4)选精矿指标从A/S9左右、Al2O3回收率70%,到选精矿A/S11以上、Al2O3回收率89%左右。“九五”期间,铝土矿选矿脱硅研究工作进展加快。北京矿冶研究总院及兄弟单位针对我国中低品位一水硬铝石型铝土矿固有的工艺矿物学特征,做了大量的铝土矿选矿脱硅基础理论研究及扎实、详细的试验工作。在国内外首次完成了铝土矿选矿脱硅-拜耳法生产氧化铝新工艺的工业试验,取得较好的技术经济指标,不仅突破了多年来我国铝土矿选矿脱硅氧化铝回收率偏低的困难局面,而且极大地推动了我国铝土矿选矿脱硅产业化进程,为进一步优化工艺技术条件及流程结构打下了坚实的基础。 1.2 开发新工艺的理论背景    提出选择性磨矿-粗细分选工艺理论的背景是由于粗粒浮选性质存在明显的差异,表现在粗粒和细粒的比表面能不同,因而吸附药剂的量和速度不同;粗粒和细粒要求的搅拌强度不同;粗粒和细粒浮选要求的矿浆浓度不同;粗粒要求较短的矿化起泡浮升路程;细粒易互凝。因此,窄粒级化、粗细分选、营造分别适应粗粒和细粒浮选过程环境是提高粗粒一水硬铝石富连生体或单体的捕收率、改善微细粒分选效率、避免矿泥恶化浮选过程、降低药剂成本等的根本保证,从而实现在提高精矿铝硅比的同时,经济有效地回收有用矿物的目的。 1.3 新工艺的特点    选择性磨矿-粗细分选新工艺,吸收了阶段磨矿一次选别工艺和分级-浮选工艺的优点,应用了选矿先进理论和技术,例如,闪速浮选技术等,创造性地把闪速浮选原理和粗细分选技术应用于铝土矿选矿过程。其实质是在磨矿分级回路中,采用粗粒快速浮选技术,选用粗粒浮选机和高效捕收剂快速捕集分级返砂中的粗粒一水硬铝石单体及富连生体,获得最终精矿产品(称为精矿1),细粒(分级溢流)进入常规浮选回路选别,产出精矿(称为精矿2)和尾矿。克服了粗粒和细粒混选时同时上浮对浮选环境的特殊要求,粗粒快速浮出,缩短了浮选时间,提高了粗粒捕收剂效果,改善了细粒级分选效率,减少细粒脉石进入精矿,使精矿脱水性能提高,并降低捕收剂总用量,从而节约选别成本。 [next] 2  新工艺连选试验   2.1 试验矿样    连选试验矿样的采样设计、组织实施及采样说明书编制由山东铝业公司负责完成。矿样于2001年4月份运达北京矿冶研究总院,大约20t。对矿样进行粗、中碎及闭路细碎,将矿石加工至-3mm,混匀,取样分析,保存备用。其矿物组成见表2。原矿中主要矿物为一水硬铝石,少量的一水软铝石。含硅脉石矿物为伊利石、高岭石、叶腊石、绿泥石等。其它矿物为锐钛矿、金红石、板钛矿、针铁矿、水针铁矿等。此外还有微量的蒙脱石、水白云母、锆石、电气石、石英等。原矿多元素分析结果见表3。   表2  原矿的矿物组成及含量/%矿   物含   量矿   物含   量一水硬铝石 一水软铝石64.63锐钛矿 金红石 板铁矿3.18伊利石21.83高岭石 绿泥石 叶腊石 蒙脱石2.14针铁矿 水针铁矿 赤铁矿6.23石英微锆石微电气石微其它矿物1.99   表3  原矿主要化学成分分析结果/%元素Al2O3SiO2Fe2O3TiO2K2ONa2OCaOMgO灼碱A/S含量62.7310.816.413.102.060.0540.0420.2512.725.80   2.2 小型试验    选择磨矿-粗细分选工艺小型试验开展的主要研究工作是,开发粗粒快速浮选强力组合捕收剂,优选细粒浮选高效分散剂,确定适宜人选细度。在条件试验基础上,进行闭路试验,试验流程如图1,试验结果见表4。 图1  选择性磨矿-粗细分选工艺小型闭路试验流程及药剂条件     表4  选择性磨矿-粗细分选工艺的闭路试验结果/%新工艺技术产品名称产率品     位A/SAl2O3回收率Al2O3SiO2选择性磨矿 -粗细分选精矿1 精矿2 精矿 (精矿1+精矿2) 尾矿 原矿27.91 54.89   82.80 17.20 100.068.21 70.20   69.53 35.54 63.687.20 5.05   5.78 34.46 10.719.47 13.90   12.03 1.03 5.9429.89 60.51   90.40 9.60 100.0 [next] 2.3 连选试验    以小型试验工艺流程为依据,适当地调整药剂用量、确定合适的磨矿细度及浮选浓度,采用磨矿分级闭路循环,溢流再次分级,分级返砂经粗粒快速浮选,闪速选出精矿(称精矿1),细粒(分级溢流)进常规浮选回路,经一次粗选、一次扫选、三次精选后获得精矿(称精矿2),工艺流程与图1基本相同。以50kg/h,即日处理量1.2t的连选规模进行试验。同时还进行了阶段磨矿一次选别工艺(采用磨矿分级闭路循环、一次粗选、一次扫选、扫选尾矿经分级机分级后,分级粗粒返回磨机再磨再选,分级溢流为最终尾矿,粗精矿经二次精选获得精矿)及分级-浮选工艺(采用磨矿分级闭路循环,分级溢流再次分级,返砂直接作为精矿产出,溢流进常规浮选回路,经一次粗选、一次扫选、扫选尾矿送分级机分级后粗粒返回磨机再磨再选,分级溢流为最终尾矿,粗精矿经二次精选后,获得精矿)的连选对比试验,三个方案连续9个班累计试验结果见表5。   表5  三个方案的连选试验结果/%工艺技术产品名称产  率品   位A/SAl2O3回收率Al2O3SiO2I:阶段磨矿 一次选别精矿 尾矿 原矿81.40 18.60 100.069.05 36.20 62.945.78   10.7811.94   5.8489.30 10.70 100.0Ⅱ:分级-浮选精矿 尾矿 原矿83.85 16.15 100.067.95 37.74 63.076.36   10.8410.68   5.8290.34 9.66 100.0Ⅲ:选择性磨矿 -粗细分选精矿 尾矿 原矿83.09 16.91 100.068.71 35.89 63.135.45   10.8212.61   5.8390.39 9.61 100.0     2.4 三个方案对比    以本次连选试验结果为依据,按日处理原矿1500t规模计,参照沈阳铝镁设计研究院提交的《选矿-拜耳法生产氧化铝新工艺工业试验技术经济论证报告》、1999年铝土矿选矿脱硅工业试验数据及我国大型铝矿山选矿生产实践,进行了三个方案的成本估算及连选试验主要技术经济指标对比,结果见表6。   表6  三个方案连选试验的主要技术经济指标对比方案I:阶段磨矿 一次选别Ⅱ:分级 -浮选Ⅲ:选择性磨矿 -粗细分选精矿产率/% 精矿铝硅比 精矿回收率/% 入选细度/% -75µm 精矿细度/% -75µm 选矿药剂成本 /(元·t-1) 选矿加工成本 /(元·t-1干精矿)81.40 11.94 89.30 67.4   75.80   15.35   67.68  83.85 10.68 90.34 79.2   77.70   14.01   62.50  83.09 12.61 90.39 62.9   73.86   13.15   55.89        从表6可见,无论是技术指标,还是经济指标,方案Ⅲ均较为优越。与方案I相比,不仅吨精矿加工成本减少11元以上,而且精矿产率高1.69%、精矿铝硅比高0.67、精矿回收率高1.09%;与方案Ⅱ相比,精矿回收率及产率相近,但精矿铝硅比高1.93,吨精矿加工成本节省了6元左右。   3 选择性磨矿-粗细分选新工艺评述      方案Ⅰ在1998年河南铝土矿选矿脱硅连选试验和1999年河南铝土矿选矿脱硅工业试验流程与药剂制度的基础上,沿用原磨浮流程,即“阶段磨矿一次选别”流程(原矿粗磨入选,粗粒级中矿返回磨机再磨,合并选别),在药剂制度上开展深入的研究工作后,本次获得的技术指标与1998年连选指标和1999年工业试验指标相近,但药剂用量下降,药剂成本有所降低。    方案Ⅱ是在1998年连选试验提出的“分级-浮选”工艺和1999年“阶段磨矿一次选别”流程工业试验和2001年完成的中州铝土矿“分级-浮选”工艺工业试生产的基础上开发的一种技术方案。原磨矿细至75%~80%-75µm后,经分选机分级,粗粒级产品直接作为精矿产出,产率约15%~20%,细粒级进入浮选回路选别,获得精矿2和尾矿。与方案Ⅰ比较,其优点在于进入浮选作业的矿量将减少30%左右,药剂耗量和浮选矿浆也将减少,可降低选矿成本;其缺点为,以分级方式产出精矿,波动大,难以控制,在原矿铝硅比波动大时,尤其偏低时,难以保证精矿的铝硅比。    方案Ⅲ“选择性磨矿-粗细分选”工艺为根据我国铝土矿的工艺矿物学特征,在总结已有工作的基础上,应用选矿领域先进理论和技术,新近开发的一种新工艺,是继1998年将铝土矿入选细度从95%以上-75µm放粗至70%~75%--75µm之后的新的实质性进步;“粗细分选”技术创造性地运用在铝土矿分选上,是铝土矿选矿工艺有以新的创举。由于粗粒与细粒浮选性质存在明显的差异,因此窄粒级化,粗细分选,营造分别适应粗粒和细粒浮选过程浮选环境,是提高粗粒一水硬铝石富连生体或单体的捕收率、改善微细粒分选效率、避免矿泥恶化浮选条件及降低药剂成本的根本保证。本次连选试验结果充分证明,方案Ⅲ技术上的先进性和经济上的合理性。与方案Ⅰ相比,不仅吨精矿加工成本减少11元以上(其中药剂节省了2.2元),而且精矿产率高1.69%、精矿铝硅比高0.67、精矿回收率高1.09%;与方案Ⅱ相比,精矿回收率及产率相近,但精矿铝硅比高1.93,吨精矿加工成本节省了6.61元(其中药剂节省了0.86元)。其优点为入选粒度粗(磨矿细度为60%~65%-75µm),大部分的粗粒在磨矿分级回路中快速选出,改善了磨矿分级条件,避免了目的矿物过磨;细粒进入常规浮选,矿量少,且无浮选尾矿分级作业和中矿返回磨机的大循环,药剂消耗,球耗和能耗将大为减少。   4  结语      1.“选择性磨矿-粗细分选”工艺是根据我国铝土矿的工艺矿物学特征,以一水硬铝石富连生体及中等品位连声体为捕集和回收目标,实施选择性碎磨,进一步放粗入选细度(60%~65%-75µm),是继1998年将铝土矿入选细度从95%以上-75µm放粗至70%~75%-75µm之后的新的实质性进步。“粗细分选”技术创造性地运用在铝土矿分选上,是铝土矿选矿工艺又一新的创举。    2.开发了“选择性磨矿-粗细分选”新技术,并完成了小型试验和连选试验。原矿铝硅比5.83时,获得了精矿产率83.09%,精矿铝硅比12.61,三氧化二铝回收率90.39%。    3.本次连选试验结果充分证明,新工艺技术上的先进性和经济上的合理性。与方案Ⅰ相比,不仅吨精矿加工成本减少11元以上(其中药剂节省了2.2元),而且精矿产率高1.69%、精矿铝硅比高0.67、精矿回收率高1.09%;与方案Ⅱ相比,精矿回收率及产率相近,但精矿铝硅比高1.93,吨精矿加工成本节省了6元左右(其中药剂节省了0.86元)。    4.本次连选试验技术指标稳定、可靠,工艺流程和药剂制度简单易行。

铝土矿选择性磨矿一聚团浮选脱硅

2019-01-16 17:41:55

一、铝土矿选择性磨矿一聚团浮选脱硅 到目前为止,工业应用白勺铝土矿选矿方法有两种,一是堆积型铝土矿洗矿富集,二是沉积型铝土矿正浮选脱硅。2003年,由中南大学研发白勺铝土矿“选择性磨矿-聚团浮选脱硅”技术在中州铝业公司白勺选矿-拜耳法生产氧化铝生产线获得成功应用。 由于铝土矿原矿中al2o3含量高,故正浮选白勺泡沫产品产率必然较高,往往可达到80%甚至更高。因此,按常规方法进行一水硬铝石型铝土矿正浮选,就产生出两个问题:①浮选槽内矿浆浓度急剧降低,粗细两级兼收不容易,粗粒易沉槽;②细粒硅矿物易被夹杂进入泡沫产品,影响精矿质量。 铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺首先充分利用铝土矿白勺选择性碎解特性进行选择性磨矿,使磨矿产品中粗粒级白勺铝硅比提高,将粗粒级直接作为精矿,再通过选择性聚团浮选处理细粒级,强化铝硅白勺分离和细粒级铝矿物白勺回收。浮选过程分为粗、扫选和精选两大循环。粗、扫选循环获得白勺粗精矿进入精选循环,产出浮选精矿;精选循环白勺尾矿和粗扫选尾矿合并作为最终尾矿。选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺白勺原则流程见图1。图1 铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅原则流程 该工艺从根本上解决了粗粒回收、低浓度硅矿泥中矿干扰粗选等等问题,可以大幅度减少浮选药剂白勺用量,提高浮选段白勺处理能力和铝硅分离白勺选择性,进而提高选别指标和经济效益,并使精矿中有机物含量降低。 表1是河南和山西铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅白勺试验结果。可见,选择性磨矿-聚团浮选脱硅工艺对不同产地、不同铝硅比白勺铝土矿有很好白勺适应性,能获得优良白勺选别指标。而且,与1999年“九五”攻关工业试验流程相比,处理相同矿石(中州矿)白勺处理能力提高24.47%,碳酸钠、分散剂、捕收剂白勺用量分别是原工艺白勺66.62%,48.25%和53.83%。 表1铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅试验结果矿 样试验规模工 艺处理量/(t/d)铝硅比al2o3回收率/%药剂用量/(g/t)原 矿精 矿中州样中州样山西样工业试验工业试验扩大连选选择性磨矿-聚团浮选“九五”攻关流程选择性磨矿-聚团浮选64.0251.431.526.346.344.4012.3313.4011.0988.7486.5485.57518882734730铝土矿选择性磨矿-聚团浮选脱硅技术作为中州铝业公司选矿-拜耳法氧化铝生产工艺中白勺选矿脱硅工艺,从2003年10月投产以来,取得了良好白勺技术经济指标。中州铝业公司300kt/a生产线建成投产第1年白勺铝土矿选矿指标为:原矿铝硅比5.0~5.7,精矿铝硅比10.3~11.7,精矿al2o3回收率84.5%~89.0%;其选矿成本相当于原矿采购价格白勺20%。而中低品位铝土矿采购价格大大低于拜耳法生产需要白勺高铝硅比矿石价格,所以使用选矿精矿作为拜耳法白勺生产原料,从经济上来说是适宜白勺。2004年10月起,中州铝业公司选矿-拜耳法生产成本(矿石铝硅比5.6左右)已和强化烧结法(矿石铝硅比6.8左右)白勺成本相当,与传统拜耳法基本持平。鉴于强化烧结法生产氧化铝所具有白勺成本先进性和竞争性,这有力证明了选矿-拜耳法白勺成本潜力和发展后劲。

铝土矿

2017-06-06 17:49:59

铝土矿实际上是指工业上能利用的,以三水铝石、一水软铝石或一水硬铝石为主要矿物所组成的矿石的统称。它的应用领域有金属和非金属两个方面。 铝土矿是生产金属铝的最佳原料,也是最主要的应用领域,其用量占世界铝土矿总产量的90%以上。    中国铝土矿分布高度集中,山西、贵州、河南和广西四个省(区)的储量合计占全国总储量的90.9%(山西41.6%、贵州17.1%、河南16.7%、广西15.5%),其余拥有铝土矿的15个省、自治区、直辖市的储量合计仅占全国总储量的9.1%。    山西的铝土矿床(点)主要分布在孝义、交口、汾阳、阳泉、盂县、宁武、原平、兴县、保德、平陆等5大片42个县境内,面积约6.7万km2,探明铝土矿储量,居全国第一,该区的资源总量估计可达20亿t。    河南的铝土矿集中分布在黄河以南、京广线以西的巩县、登封、偃师、新安、三门峡、陕县、宝丰、鲁山、临汝、禹县等三大片10多个县境内,面积3万多km2,探明铝土矿储量居全国第2位,预测资源总量可达10亿t。    贵州的铝土矿床主要分布在“黔中隆起”南北两侧的遵义、息峰、开阳、瓮安、正安、道真、修文、清镇、贵阳、平坝、织金、苟江、黄平等十几个县境内,面积2400km2,探明铝土矿储量居全国第3位。预测资源总量逾10亿t。    广西的铝土矿集中分布在平果、田东、田阳、德保、靖西、桂县、那坡、果化、隆安、邕宁、崇左等县境内,探明铝土矿储量居全国第4位,预测铝土矿储量在8亿t以上。    山东的铝土矿主要分布在淄博、新泰、洪山等县境内,其探明铝土矿储量占全国总储量的3%。    此外,在海南、广东、福建、云南、江西、湖北、湖南、陕西、四川、新疆、宁夏、河北等省(区),也有铝土矿矿床产出。    更多关于铝土矿的资讯,请登录上海有色网查询。

重庆武隆铝土矿脱硅选矿试验研究报告

2019-01-29 10:09:41

报告名称:  重庆武隆铝土矿脱硅选矿试验研究报告报告格式:  word完成时间:  2007年7月 发布人:    郭常青指导专家:  黄开国  龚美菱项目负责人:段珠报告页数:  前言始共32页报告简介: 前言: 受重庆XXX公司委托,西安天宙矿业开发有限责任公司于2007年6月12日至7月15日,对重庆市武隆县XXX铝土矿进行了实验室小型脱硅选矿试验研究,目的是为该矿开发利用的可能性提供依据。 重庆市武隆铝土矿矿石属粘土质型铝土矿。矿石类型分三种:(1)砾状高岭石—勃姆铝矿型粘土质铝土矿;(2)含勃姆铝矿粘土型铝土矿;(3)含石英粉屑粘土矿矿石。矿石中没有发现一水硬铝石,含铝矿石主要是勃姆石及高岭石,含SiO2矿物主要是高岭石及绿泥石。原矿Al2O3含量49.39%,,铝硅比1.94。矿石中粘土(隐晶质土状、胶状集合体)占90%以上。属难选矿石。 试验进行了正浮选、反浮选、焙烧—浮选、不同抑制剂种类对比试验等多方案探讨,对正浮选、焙烧—浮选进行了开路流程试验。正浮选铝精矿Al2O3 57.91%,铝硅比4.02,回收率29.73%。焙烧—浮选铝精矿Al2O3 63.23%,铝硅比4.58,回收率21.09%。 结语: 1、重庆武隆铝土矿属粘土质型铝矿石,矿石类型分三种:(1)砾状高岭石—勃姆铝矿型粘土质铝土矿;(2)含勃姆铝矿粘土型铝土矿;(3)含石英粉屑粘土矿矿石。主要含铝矿物为勃姆石及高岭石,主要含硅矿物为高岭石及少量绿泥石。其次矿石中含少量白铁矿、褐铁矿等。 2、矿石 中呈隐晶质土状和胶状集合体的粘土质占90%左右。由于粘土粒度相当微细,表面电荷和比表面积大,很容易产生分散或聚集现象,采用选择性絮凝脱泥方法,也很难脱除矿泥的影响,这是影响浮选精矿品位的重要原因之一。 3、主要铝矿物勃姆石和高岭石与粘土质关系密切,而且嵌布粒度微细,勃姆石嵌布粒度0.05mm,高岭石嵌布粒度0.01-0.05mm,石英含量虽少,但呈细粉屑粘土质,嵌布粒度在0.01mm以下。矿石的这种嵌布特性是影响铝回收不高的重要原因。 4、高岭石是矿石 中主要含硅矿物,其分子式为:H4Al2Si2O9,其中Al2O3=39.54%,2SiO2=46.51%,2H2O=13.95%。采用浮选法无法将高岭石中铝和硅分开,浮选结果铝高硅高,这是影响铝硅比不高的重要原因。 5、采用单一浮选法,铝精矿中Al2O3品位57.91%,回收率29.73%,铝硅比4.02;采用焙烧—浮选,可使矿石中的碳、结晶水、硫以及其它易烧失的成份得到有效挥发,有利于提高铝的含量。焙砂中Al2O3含量由焙烧前的49%提高到55%;同样,SiO2含量也由焙烧前的25%提高到27%。浮选精矿Al2O3品位提高到63.23%,铝硅比增加到4.58,但回收率降到21.09%。总体上说焙烧—浮选效果好些。但由于时间及经费所限,焙烧—浮选没有做详细条件试验,有待进一步研究。 6、根据我国对铝土矿矿石质量标准的要求,铝土矿中Al2O3含量最低一级不能低于48%,铝硅比最低不能低于3。重庆武隆铝土矿原矿Al2O3 49%,铝硅比(A/S)1.9,经选矿试验后,Al2O3达到63.23%,铝硅比4.58。试验结果可作该矿开发利用的初步依据。建议采用焙烧—浮选方案进一步做选矿试验研究。7、由于矿石粒度微细,细磨矿后产生大量矿泥,加之粘土质(胶状物)以及药剂等因素的影响,浮选中矿难脱水,闭路试验难以进行,有待生产实践中完成。

铝土矿物理脱硅工艺技术

2019-02-27 11:14:28

下降铝土矿中硅含量,进步矿石档次一直是氧化铝职业研讨的重要课题,我国铝土矿约98%以上都是一水硬铝石型铝土矿,此类铝土矿的特色是高铝、高硅、低铁,矿藏组成十分杂乱,嵌布粒度较细,嵌布联系杂乱,铝矿藏和铝硅酸盐矿藏的可磨性差异较大,有必要对此类矿石进行预脱硅处理。 截止2008年末,已查明的铝土矿资源储量约为30亿吨,其间A/S为4~6的中低档次铝土矿占总储量的60%以上,A/S≥5的铝土矿根底储量只有约5.3亿吨。我国氧化铝的总生产能力到达51400kt/a。 一 正浮选脱硅技能 铝土矿中的意图矿藏首要是一水硬铝石或三水铝石,脉石矿藏是硅酸盐矿藏和铝硅酸盐矿藏,因而铝土矿正浮选别离铝和硅,就是按捺硅酸盐矿藏和铝硅酸盐矿藏,选用阴离子型捕收剂浮选一水硬铝石或三水铝石,因为一水硬铝石或三水铝石的可浮性显着比硅酸盐矿藏和铝硅酸盐矿藏的好,所以选用正浮选来完成铝土矿中铝与硅别离的研讨也就比较多。 早在20世30~40年代,美国人用浮选法选别阿肯色区域的铝土矿,能够将铝硅比为3~8的矿石进步10~19,但收回率低。在20世纪70年代,前苏联专家针对本国的高岭石—三水铝石、高岭石—一水软铝石以及鲕绿泥石—一水软铝石矿进行了铝土矿选矿研讨,铝硅比一般能够提3,收回率在60%左右。从选别流程来看,他们对怎么避免矿石泥化研讨较多,常选用预先脱泥,泥砂别离处理等工艺。我国也针对一水硬铝石矿进行了选矿研讨,沈阳铝镁规划研讨院有限公司、广西冶金研讨所、中南大学等单位相继对我国几个首要铝土矿进行了脱硅浮选半工业实验。沈阳铝镁规划研讨院有限公司对山东、山西、河南、贵州等省的一水硬铝石型铝土矿脱硅的研讨标明,我国一水硬铝石(高岭石型铝土矿)的可浮性好,并先后和有关单位协作进行了半工业性实验,取得了较好的作用。 正浮选脱硅技能存在首要问题 (1) 精矿上浮量大,药剂用量高; (2) 流程循环量大,不易操作操控; (3) 泡沫量多,水相收回率高,分选功率难以进一步进步; (4) 浮选精矿过滤脱水困难,精矿中的水分在溶出阶段需以蒸腾办法除掉; (5) 尾矿浆浓度低,给尾矿的处理和综合使用带来不方便; (6)含硅矿藏(高岭石、伊利石、叶蜡石等)硬度低、密度小、易磨,而一水硬铝石硬度大、难磨且嵌布粒度细,在矿石的磨矿进程中,欲将其磨到浮选粒度,必定导致可磨性好的铝硅酸盐矿藏过破坏和泥化,对浮选进程发作晦气的影响。 二、反浮选脱硅技能 铝土矿中含硅矿藏的含量远低于一水硬铝石或三水铝石的含量,根据浮少抑多的准则,选用反浮选工艺更为合理。关于反浮选脱硅来说,要害是对一水硬铝石或三水铝石的选择性按捺、选用阳离子型捕收剂或阴离子型捕收剂对硅酸盐矿藏和铝硅酸盐矿藏的强化捕收。 与铝土矿的正浮选脱硅工艺比较,反浮选脱硅工艺具有如下一些特色: (1)易于完成在比较粗的矿藏颗粒条件下进行分选。因为硅酸盐矿藏和铝硅酸盐矿藏的硬度低,简单磨碎,因而能够在一水硬铝石粒度较粗的状况进行浮选别离,这既有利于下降磨矿能耗,一起因取得的一水硬铝石精矿的粒度相对较粗,使得产品的水分显着下降。 (2)上浮产品产率小,浮选药剂用量少,成本低,且一水硬铝石精矿根本不含表面活性剂,对拜耳法溶出进程影响小,即在赤泥别离、洗刷沉降槽口处不会呈现冒泡现象;并且精矿易过滤,也有利于下降其水分。 (3)机械夹藏少,有利于进步产品质量。 (4)因为原矿中存在少数含Ti、Fe、Ca、Mg的杂质矿藏,可望在反浮选中被选出,可削减拜耳法溶出进程中镁渣结疤与钛渣结疤问题。但是,因为伊利石可浮性差,一水硬铝石精矿中的伊利石含量有或许大于正浮选的状况,致使拜耳法溶出进程的钠硅渣结疤问题加剧。因而,铝土矿的反浮选脱硅工艺有必要强化对伊利石的捕收。 概括地讲,铝土矿反浮选脱硅工艺存在问题是期望进入泡沫产品的高岭石、叶蜡石、伊利石、绿泥石等既简单发作泥化,其可浮性的差异也比较大,并且它们的可浮性又都没有一水硬铝石或三水铝石的好,所以强化浮选矿浆的涣散、对脉石矿藏的捕收和对一水硬铝石或三水铝石的按捺是反浮选脱硅工艺的要害。 反浮选脱硅技能展望 铝土矿反浮选脱硅工艺契合选矿中的抑多浮少准则。假如选用反浮选脱硅工艺,只需脱除20%~25%的硅酸盐矿藏,但铝土矿中矿石性质十分杂乱,要想完成工业化有必要处理以下问题: (1)在磨矿进程中,部分一水硬铝石发作泥化,严重影响了浮选目标。矿浆选择性涣散和选择性絮凝是往后研讨的方向。 (2)高岭石、伊利石和叶腊石等硅酸盐脉石矿藏之间的浮游性质存在必定差异,为了完成反浮选脱硅,三种脉石都有必要浮出,因而,研发与开发捕收能力强、选择性好、起泡少的捕收剂至关重要。 (3)一水硬铝石具有杰出的浮选性,因而,要使硅酸盐脉石与一水硬铝有用别离,研发和开发高效的按捺剂也是十分重要的。 三、其它物理选矿脱硅技能 (1)重选脱硅。铝土矿矿石中各种矿藏的密度差异不大,一般很难用单一重选工艺完成别离。重选更多是作为联合流程中的辅佐手法。潘泽琳使用流化床重力分选把原矿A/S由6.55进步到11.50,Al2O3收回率为72.80%。贺飞丽用重选-浮选联合流程处理山西孝义克俄矿区的铝土矿,首先将+0.074mm部分用螺旋溜槽和摇床分选,收回粗粒级的一水硬铝石,重选尾矿再磨后进入正浮选作业。该工艺与全浮选流程比较,原矿不须一次悉数磨细,进入浮选作业的物料产率削减了20%,药耗、能耗、电耗等都相应削减。 (2)选择性絮凝。选择性絮凝脱硅法首要适用于处理嵌布粒度很细的一水软铝石型铝土矿矿石。因为该类矿石中含泥较多,故要将矿石细磨,以六偏磷酸钠作涣散剂,以碳酸钠、作调整剂,以聚酰胺作絮凝剂使铝矿藏发作絮凝,然后将絮凝物与悬浮物别离。 选择性絮凝脱硅工艺的首要缺点是:①磨矿粒度细,要求各组成矿藏根本单体解离,磨矿费用高;②矿石中多种矿藏都含有铝,铝自身具有必定的凝集作用,使选择性下降;③水质对絮凝作用影响很大。 (3)辐射选矿法。辐射选矿法(首要是光电选矿)光电选矿是使用矿藏光、电性质的差异来完成分选脱硅的,首要有X射线辐射法、射频共振法、光度分选法等,首要用于处理粗粒级(15—150mm)含二氧化硅高的铝土矿。 尽管铝土矿反浮选是一种远景较好的浮选脱硅办法,但我国的一水硬铝石型铝土矿的特色,①含硅矿藏品种繁复,矿藏间存在必定的可浮性差异,反浮选脱硅实际上是要完成存在可浮性差异的多个铝硅酸盐矿藏的混合浮选;②含硅矿藏嵌布粒度细,硬度低在铝土矿的碎磨进程中将优先解离,解离后微细粒含铝硅酸盐类黏土矿藏惯例浮选上浮率低;③含硅矿藏多为层状结构,层面与端面之间存在电性差异,影响可浮性。因而,针对铝土矿反浮选脱硅还有很多研讨工作。