铝土矿选矿脱硅新工艺研究
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铝土矿脱硅工艺技术模型【摘要】简述了氧化铝生产工艺、反浮选脱硅技术,介绍了脱硅工艺模型的设计及原理,对未来的发展进行了展望。
【关键词】铝土矿;浮选;脱硅;模型1、前言铝土矿是氧化铝工业的基本原料,我国铝土矿资源储量丰富,预计资源总储量可达近35亿吨以上。
而我国铝土矿绝大部分属于高铝、高硅、矿物成分复杂的一水硬铝石。
2、氧化铝生产工艺目前,我国氧化铝工业多采用拜耳法和烧结法的结合。
首先,用碱液与矿石中的氧化铝反应生产铝酸钠,其溶于碱溶液后成为铝酸钠溶液;其次,铝酸钠溶液通过加晶、搅拌、分解等方法,使溶液中的氧化铝以Al(OH)3状态结晶析出;第三,氢氧化铝通过焙烧获得氧化铝。
在此过程中,矿石所含的杂质及大部分硅的化合物以固体形式存在进入赤泥,而赤泥和低品位矿石则采用烧结法生成氧化铝。
由此可见,该工艺存着投资大、能耗高、工艺长等缺点。
因此,预先脱除矿石中的部分SiO2,使矿石的A/S满足拜耳法生产要求,可节约成本、提高矿石综合利用率。
3、反浮选化学脱硅技术简述由于铝土矿中硅矿物的含量远远低于一水硬铝石或三水铝石的含量,为了有效的脱去铝土矿中的SiO2,提高A/S比,满足拜耳法生产要求,依据“浮少抑多”的原则,现多采用反浮选工艺进行脱硅处理,即抑制一水硬铝石,浮选铝硅酸盐矿物。
该工艺具有以下特点:(1)由于硅酸盐矿物的硬度较低,易于研磨,可以在一水硬铝石粒度较粗的状态下进行浮选分离,这样,不仅降低了磨矿能耗,而且可以获得相对较粗的一水硬铝石精矿粒度,使得产物的水分含量明显下降;(2)浮选中的含硅上浮矿物产率较小,药剂使用量低,可降低成本,同时可避免捕收剂等进入精矿,从而减轻或避免有机物在拜耳法过程中的积累,也有利于其降低水分;(3)容易脱除含硅矿物,在一定程度上减小了氧化铝生产过程中管道上硅渣结疤的问题;(4)便于尾矿处理与综合利用。
4、脱硅实验及控制模型建立为了寻找影响铝土矿脱硅的主要因素,通过对矿物的浮选、溶出实验,同时,利用化学多元素分析等手段研究原矿的结构及性质,最后通过对铝土矿预脱硅进行机理研究,特建立脱硅体系控制模型。
低品位铝土矿石脱硅技术现状及前景作者:高振国来源:《中国化工贸易·上旬刊》2020年第02期摘要:本文介绍了低品位铝土矿石脱硅的方法及发展状况,并对未来发展趋势进行了分析。
关键词:氧化铝;铝土矿;选矿;脱硅我国铝土矿多为一水硬铝石型,其特点是:铝高硅高,铝硅比低,同时氧化铁的含量较低。
氧化铝的生产过程,其实就是铝、硅元素的分离,即脱硅。
实践证明,矿石中的SiO2的含量每增加1%,处理每吨矿石就需要多消耗6.7kg的碱液。
为降低拜耳法生产过程中原料的消耗和铝的损失,必须对铝土矿进行脱硅处理,提高铝硅比(A/S),以满足生产需求。
1 铝土矿选矿脱硅的主要方法及发展状况1.1 化学选矿法在一定的环境温度条件下,含硅矿物通过加入碱液等物质,经过化学反应,使SiO2最先析出进入溶液,而留在溶液中的含铝矿物通过固液分离得到铝精矿。
1.1.1 焙烧--氢氧化钠溶出脱硅法该工艺是针对与铝土矿物共生的含硅矿石(高岭石)而采用的一种最佳的脱硅方法。
通过高温焙烧,使矿物分解为Al2O3和SiO2,然后经过加入碱液,使SiO2最先得到溶解,最后通过固液分离得到高铝硅比的精矿。
1.1.2 氢氧化钠直接溶出脱硅法根据在不同的温度条件时,各种矿物的溶解性及水合铝硅酸钠与一水硬铝石存在物理差异性质,通过分选、溢流、回收、分选等方法而達到脱硅的目的。
该方法可将矿石的铝硅比由2.37提高到8.7-9.7之间,从而可获得优质精矿。
1.2 生物脱硅法铝土矿生物脱硅是利用某些硅酸盐细菌能够溶解铝硅酸盐矿物的特性,使铝土矿在特定微生物的作用下将矿物中的含铝化合物与含硅矿物分离,从而达到脱硅的效果,其处理对象主要为矿山尾矿、废石及低品位难处理铝土矿等。
但由于其脱硅速度慢、周期长、条件要求苛刻等客观因素的制约,使得该方法还停留在实验室研究阶段,很难应用于工业生产实践。
1.3 物理选矿法在保证矿物性质不发生改变前提下,通过物理方法尽可能多的除去含硅矿物等杂质,降低矿石中SiO2的含量,达到脱硅的目的。
铝土矿的铝硅分离3蒋 昊3 李光辉 胡岳华摘 要 从氧化铝生产和预脱硅两个方面概要评述了铝土矿铝硅分离的现状,介绍了实现铝土矿铝硅分离的方法及其基本原理。
并对一水硬铝石型铝土矿铝硅分离的研究方向进行了深入地探讨。
关键词 铝土矿 氧化铝 铝硅分离 目前全世界的氧化铝约有95%是以铝土矿为原料生产的。
铝土矿中除了含氧化铝外,还有许多杂质,其中最主要的杂质是二氧化硅、氧化铁等。
从某种意义上说,氧化铝生产的化工过程实际上是一个脱硅除铁,以获得满足铝冶炼及生产其它特殊用途氧化铝要求的原料过程。
针对不同类型矿石的性质和质量不同,国内外主要采用拜耳法、烧结法和联合法来生产氧化铝。
对于拜耳法生产氧化铝工艺而言,氧化铁多呈惰性,多以不溶性的化合物形式排出系统,其主要是增加赤泥量,一般对生产的影响不大。
而硅却是最有害的杂质,它一方面会造成Na2O 和Al2O3的损失,污染氢氧化铝,降低产品质量;另一方面生成的钠硅渣结疤,使设备传热系数降低,溶出过程能耗增加,设备维护难度加大。
可以这么讲,氧化铝的生产主要是铝硅的分离,即脱硅。
因此,国内外针对铝土矿铝硅分离的理论和工艺开展了大量的研究。
本文评述了铝土矿铝硅分离的研究状况,并对其今后的研究发展趋势进行了探讨。
1 铝土矿铝硅分离的研究现状纵观铝土矿铝硅分离理论与工艺的研究,归纳起来主要集中在两个方面:一是基于氧化铝生产的铝硅分离研究;另一方面是以提高矿石铝硅比(A/ S)为目的,对铝土矿进行预脱硅的研究。
111 基于氧化铝生产的铝硅分离氧化铝的生产方法有许多种,目前应用于工业生产的几乎全属于碱法。
碱法生产氧化铝有拜耳法、烧结法以及拜耳-烧结联合法等多种流程。
由于处理铝土矿原料的质量不同,也就是说各自处理的铝土矿中二氧化硅的含量不同,不同的方法实现铝硅分离的原理和工艺也就各不相同〔1,2〕。
11111 拜耳法生产过程中的铝硅分离拜耳法是根据拜耳的两项发明专利,用于生产氧化铝而命名的方法。
++++++++++++++++ggg g综合评述铝土矿脱硅浮选药剂的应用及研究李海普,胡岳华,蒋玉仁,王淀佐,曹学峰(中南大学矿物工程系,湖南长沙41OO83)摘要:概述了铝土矿浮选脱硅药剂的应用现状及抑制剂作用机理,分析了一水硬铝石~高岭石~叶腊石和伊利石的晶体结构和表面性质,并针对不同的一水硬品石型铝土矿浮选脱硅工艺,提出了有机抑制剂的研制思路与要点关键词:铝土矿9浮选9脱硅9浮选剂中图分类号:TD 923+.1文献标识码:A文章编号:1OOO-6532(2OO1)O6-OO31-O6我国铝土矿资源丰富,但绝大部分属高铝~高硅的一水硬铝石 高岭石型,不宜直接用拜尔法生产氧化铝为了向成本较低的拜尔法提供A (铝硅比)大于1O 的优质铝土矿,必需采用经济有效的脱硅技术 选矿 拜尔法是处理我国高硅铝土矿生产氧化铝的较好途径 1,2 脱硅提高A 的方法主要有化学选矿 3~生物选矿 4 和物理选矿三种方法,其中,物理选矿尤其是浮游分选具有处理量大~成本低~易于提高A~能耗低~易于工业化等特点而具有广阔的前景 5适宜的浮选药剂是保障有效浮选的一个重要环节,在铝土矿浮选脱硅工艺中,高效药剂特别是抑制剂的研究十分重要1铝土矿浮选脱硅药剂的应用1.1铝土矿浮选中药剂的应用由于国外的铝土矿多以软铝石为主,而国内大部分是一水硬铝石型铝土矿,故国外进行的多为三水软铝石和一水软铝石的浮选研究, 所采用的药方一般是用碳酸钠或氢氧Abstract :A strain of Thiobacillus ferrooxidans Was domesticated With high -sulphide gold concentrate as a medium and then mutagenized With ultraviolet and microWave .After muta-genic selection ,its oxidizing activity increases from O.O7g L h to 3.18g L h ,in other Words ,its oxidizing activity Was raised more than 4O times .It proved that strain /s capability of oxidizing sulphide Was improved efficiently .This paper offered a kind of simply but effi-cient means for the selection of superior leaching strains .Key words :Domestication 9Mutagens of ultraviolet 9Mutagens of microWave 9Thiobacillus fer-rooxidans 9Oxidizing activity收稿日期:2OO1-O4-16基金项目:国家重点基础研究发展规划项目课题(G 1999O649O1)作者简介:李海普(1975 ),女,在读博士生,从事浮选药剂研究第6期2OO1年12月矿产综合利用Multipurpose utilization of Mineral resourcesNo.6 ec.2OO1化钠作P 调整剂9硅酸钠六偏磷酸钠等作调整剂9氧化石腊皂和塔尔油作阴离子捕收剂[ ];国内工作多着眼于一水硬铝石型铝土矿的回收利用9且药剂配方大同小异O刘逸超[7]等人以氧化石蜡皂和塔尔油为捕收剂9在碱性条件下考察了羧甲基纤维素 C C)氢氧化钠硫酸钠六偏磷酸钠等调整剂对云母一水硬铝石型铝土矿浮选指标的影响9认为少量的六偏磷酸盐有利于氧化铝的回收及提高铝硅比O文献[8]同样以氧化石蜡皂和塔尔油为捕收剂对山西阳泉铝土矿进行了半工业选矿试验9认为碳酸钠和六偏磷酸盐是水铝石与高岭石的有效调整剂O据报道[9]采用同样药剂品种的碱法浮选9可使一水硬铝石水云母型铝土矿的A/S从5.53提高到10.359回收率为88.9%O对河南某冶金级铝土矿9关明九[10]用精制癸脂肪酸作捕收剂9六偏磷酸钠作抑制剂进行闭路试验9可使A/ S由4.35提高到8.20O温英等[11]针对阳泉高岭石一水硬铝石型铝矾土研究了多种捕收剂对一水硬铝石的捕收性能和多种调整剂如六偏磷酸盐氟硅酸钠腐植酸铵六偏磷酸盐+苛性淀粉对高岭石及钛铁脉石的抑制性能9结果表明9捕收剂的选择捕收性能为733>RA-315+733 1=1)RA-315 氧化石蜡皂+塔尔油4=1)>油酸苯乙烯磷酸9调整剂以六偏磷酸盐+苛性淀粉的抑制性能最强O梁爱珍[12]用廉价的水玻璃代替昂贵的六偏磷酸盐9用选择性较好的癸二酸下脚脂肪酸代替塔尔油9用腐植酸铵作抑制剂9初步研究认为腐植酸铵有以下作用:扩大铝矿物和硅矿物的可浮性差异9大大提高了一水硬铝石的浮游速度9减少了氧化铝在尾矿中的损失O在对中州铝厂一水硬铝石型铝土矿选矿脱硅~九五攻关中9中南工业大学[13]采用KL和氧化石蜡皂733作捕收剂六偏磷酸钠作调整剂进行了工业研究9效果良好O有专利报道[14]用胺类或烯醇抑制硅酸盐矿物可对铝土矿进行阴离子浮选O当采用阳离子捕收剂反浮选脱硅时9有效的硅矿物捕收剂为脂肪胺类吡啶类等阳离子捕收剂9它们以静电力或氢键与硅矿物表面的硅氧羟基等基团作用9并通过自身碳链间的分子间作用来强化矿粒表面的疏水性O浮选常用的抑制剂是淀粉糊精等一些有机物9氟化钠及氟硅酸钠可作活化剂9P 调整剂有碳酸钠和氢氧化钠9适宜在弱碱性或碱性介质中选别O如Z.S.C.Sillag等人[1591 ]以溴化十六烷基吡啶盐为捕收剂9Arbacol-和白雀树皮为调整剂在实验室除去了低品位铝土矿中80%~90%的高岭石9但药剂成本较高9氧化铝回收率低O国内[17]用C10~C12脂肪胺从一水硬铝石型铝土矿中浮出了大部分的叶腊石9主要不足是氧化铝回收率低O总之9因分离的选择性差9精矿氧化铝回收率低9使这些研究多停留在实验室或半工业规模9极少应用于实际生产O1.2抑制剂的作用机理及作用方式对抑制剂的作用机理研究报道很少O刘广义[18]借助电动电位和红外光谱等测试手段对六偏磷酸钠的作用机理进行了研究9认为六偏磷酸钠能强烈吸附在一水硬铝石高岭石叶腊石表面带负电的Al活性区9可降低矿物的电位9增大矿物表面的负电荷9使各矿物由于同电相斥而分散O再者9六偏磷酸钠是一种长链磷酸盐9分子中大约含14~19个磷酸根四面体9和矿物表面的活性氧结合后9可阻止阴离子捕收剂在矿物表面的吸附9从而降低矿物的可浮性O当体系中六偏磷酸钠与油酸钠共存时9二者在矿物表面发生竞争吸附O因为铝硅酸盐矿物表面Al活性点数目较少9六偏磷酸根离子间的静电排斥作用较小9与矿物表面的结合较稳固9即使油酸钠与之发生竞争吸附9它被解吸的量也很少9从而实现铝矿物与铝硅矿物的选择性分离O关明九[10]总结了改性硅酸钠的作用机理9认为硅酸钠溶液中加入酸和铁盐9增加了硅酸钠的聚合程度O将它们加入碱性介质中后9聚合23矿产综合利用2001年体迅速羟化\吸水9水化的强弱顺序与其聚合程度大小一致9因而改性硅酸钠吸附于高岭石表面9使矿物表面亲水性增加9电位负值增大9改善了它在矿浆中的分散性9并使矿物对油酸钠的吸附量急剧降低9从而强烈抑制了高岭石的浮选O天然有机抑制剂的作用机理一般是Z抑制剂分子中含有大量的亲水基和能与矿物表面发生氢键或与表面离子产生化学键合的羟基\羧酸基\磷酸基等O在矿浆中9它们吸附于矿物表面9使矿物亲水而不易上浮O但未见到针对铝土矿浮选中有机抑制剂作用机理的研究报道O3存在问题根据前人的研究9我们认为Z用阴离子表面活性剂或能与铝离子形成络合物的化合物作捕收剂时9由于矿物表面铝活化点数的不同9铝硅酸盐矿物的可浮性一般不如一水硬铝石9但铝硅酸盐矿物硬度低9可碎性好9经细磨后9层面在总表面中所占份额变小9二者可浮性差距变小O另外9当矿浆中存在有阳离子(如Al3 \ 2 \铁离子等时9铝硅酸盐会吸附它们而得到活化9从而进一步缩小了在阴离子捕收剂作用下和铝矿物可浮性的差异9故高效调整剂的应用很有必要O当用阳离子表面活性剂作捕收剂时9阳离子与矿物表面的\等活性点作用主要是静电力或氢键力9而铝矿物\铝硅酸盐矿物的零电点都小于9且差别较小9加上存在表面电荷的不均匀性9因而即使严格控制溶液的值9铝矿物与铝硅酸盐矿物的分离仍然较差9在这里高效调整剂的应用尤为重要O总之9在铝土矿浮选脱硅过程中9适宜的调整剂9特别是新型高效抑制剂的选择和研制十分必要O目前9因为一水硬铝石的可浮性好9人们对氧化矿正浮选研究比较深入9且铝土矿正浮选的药剂制度简单9成本较低O国家s九五P攻关项目s我国一水硬铝石型铝土矿生产氧化铝新技术研究P工业试验的成功9使正浮选能够提供适合拜尔法生产用的铝土矿原料9所以绝大多数厂家采用的是抑制铝硅矿物\浮出水铝石的正浮选O但正浮选产率大(9药耗高9后序工艺脱水困难9且对拜尔法溶出过程产生不良影响O与此相反9抑制水铝石\浮出铝硅矿物的反浮选则可克服这些不足9它具有上浮产品产率低\精矿易过滤\机械夹带少\利于改善产品质量\且可实现原矿粗磨等优点O可是因其分离选择性差9精矿回收率低9极少用于实际生产O所以9我们一方面要寻求高选择性的正浮选药剂9进一步提高正浮选工艺指标9另一方面要加强新型高效一水硬铝石抑制剂的研制9使反浮选进入工业化O2新型抑制剂的研究对策药剂的研制应包括Z分别提取对铝矿物或铝硅矿物有特效的抑制功能基;查清与这些功能相应的性质;推断能体现这类性质的药剂分子结构;制备具有这种结构的样品O因为药剂的构效关系理论还不完善9加上其他不确定因素9药剂的性能验证\再设计\再验证是不可缺少的一个重要环节O由于氧化矿表面作用所需表面能比硫化矿相对较低9同时氧化矿表面水化程度较高9所以许多氧化矿具有相似的浮选行为O因而9诸多因素如值\零电点\表面电荷\表面离子\矿物晶体结构等都需进行考虑9并加以正确的利用 2 O2 矿物的晶格结构与可浮性矿物的某些性质在一定程度上依赖于自身的结构9特别是硅酸盐矿物的可浮性与它们的结构有直接的关系O在中国一水硬铝石型铝土矿中9一般有铝硅酸盐高岭石\叶腊石\伊利石等脉石矿物与铝矿物共生9其中一水硬铝石(Al23 2具有链状结构9属斜方晶系9破碎后9解理面上暴露有Al-和-键9Al活性33第期李海普等Z铝土矿脱硅浮选药剂的应用及研究点较多零电点在5.3左右;高岭石~伊利石~叶腊石均呈层状结构G这种矿物颗粒的可浮性依赖于相邻薄片间的连接方式G叶腊石{Al2(Si4O10X(OH X2}单位层间由微弱的分子间力相连破碎后颗粒表面有良好的疏水性高岭石{Al4(Si4O10X(OH X6}网层间依靠氢键联接破碎后棱上表面由破裂的Si-O键组成面上由破裂的氢键组成其表面亲水零电点为pH3.4 天然可浮性差;伊利石{KAl2 [(SiAl X4O10](OH X2nH2O}为2=1型层状硅酸盐矿物夹心面带一个受单位层间阳离子补尝的电荷层间依靠12配位的碱金属离子互相联系键较弱且离子具有流动性因此破碎后表面亲水零电点在pH1.0左右且在水溶液中表面带有一个不依赖于pH的固定负电荷区使其在低pH值时也使阳离子捕收剂覆盖在负电荷区而使矿物疏水[21 22]G 和一水硬铝石相比后三者矿物表面Al 活性点较少但硬度较低在同样磨矿条件下粒度较小表面Al活性点有所增加G2.2铝土矿脱硅浮选抑制剂的作用和功能分析针对铝土矿的浮选我们充分考虑以上因素的作用拟以如下方法来强化矿物分离:1.当用阴离子捕收剂正浮选铝矿物时铝硅酸盐矿物需要抑制可以从以下几个方面增大二者的差异:D使吸附有Ca2+~ Mg2+~Al3+~Fe2+~Fe3+等阳离子而活化的铝硅酸盐表面去活;@使矿物表面晶格中的Al3+阳离子部分溶解或覆盖增大铝矿物和铝硅酸盐矿物表面Al3+活性点数目的相对比值加强二者可浮性的差异;通过抑制剂中极性基的作用使铝硅酸盐矿物亲水的同时使捕收剂的吸附受阻G此时需要抑制剂能和Ca2+~Mg2+~ Al3+~Fe2+~Fe3+等阳离子形成可溶性化合物且能通过氢键或静电力和铝硅酸盐作用使之亲水G另外适宜的荷负电基团以静电斥力阻止阴离子捕收剂在铝硅酸盐表面的吸附G据报道胺基可和硅酸盐发生较强的作用所以带有多亲水基的胺类化合物将是抑制剂的主要成分如多羟基胺~多羧基胺和带有羟基~羧基~磺酸基~磷酸基等多类极性基的胺类表面活性剂而能和Ca2+~Mg2+~Al3+~Fe2+~Fe3+等阳离子形成可溶性化合物的有机物质也是不可缺少的G2.当用阳离子捕收剂进行反浮选时需要对一水硬铝石进行抑制希望抑制剂上的一部分基团能和Al活性点形成强烈作用从而使表面上带有更多Al活性点的一水硬铝石较铝硅酸盐受到更好的抑制G另外如果抑制剂上还带有部分荷正电基团则可通过静电排斥等作用阻止阳离子捕收剂向一水硬铝石表面靠近和吸附从而实现它们的分离G 杂质离子的影响与消除一样需要考虑G3.阴离子反浮选是利用阳离子活化剂使铝硅酸盐表面吸附阳离子而带上正电荷从而吸附阴离子捕收剂而被浮选的过程G一水硬铝石仍是被抑制的对象G抑制剂的作用大体上和阳离子反浮选中作用相同只是结构须有所改变:它的分子上若带有多余正电荷则会以静电引力和阴离子捕收剂作用消耗捕收剂;而假如荷负电基团不适宜则可能与阴离子捕收剂发生在铝硅酸盐上的竞争吸附恶化浮选效果所以此处抑制剂的结构要精心设计G从以上分析思路可以看出抑制剂应具有以下三种性能:良好的亲水性;较强的亲固性;适宜的荷电性G2.3抑制剂分子基本结构设计有机物的性质大多是通过其活性基性质实现的所以抑制剂的分子设计重点在于极性基的选择与配置G抑制剂亲固基中键合原子是药剂中直接与矿物配位形成G键的原子按照软硬酸碱理论Al3+属于强酸类应和半径小~电负性大的硬碱作用综合考虑氧原子是键合原子的最佳选择以氧为键合原子的强碱性基团羧酸基-COOH~羟基-OH~磺酸基-43矿产综合利用2001年SO3~膦酸基-PO3H等可作为亲固基引入一水硬铝石的抑制剂分子中,这些极性基还是亲水基O一般来说,极性基均具有不同程度的亲水性,常见的除了以上的亲固基外,还有醚基-O-~酰胺基-CONH2~仲胺基-R2NH2~叔胺基-R3NH~季胺基-R4N~羰基-C O等,其中荷电的基团可以以静电斥力阻止同电性的捕收剂在被抑制矿物表面的吸附,应适当引入分子O抑制剂分子中若带有能和矿物表面的阳离子发生螯合作用的基团,将会增加药剂的选择性O虽然铝原子不具有象重金属或过渡金属那样强的配位能力,但还是有一些有机物可和铝离子形成配合物或螯合物O上面的基团均可与Al3+发生配位,其中阴离子中带有负电荷的氧(-O-)配位能力较强,但关键在于其抑制剂分子中配位极性基种类搭配~立体位置和相互距离配置要恰当,如在茜素中亲水的羟基和羰基与铝离子配位螯合,8 -羟基喹啉中由羟基和环上的季胺与铝离子配位[23]O应用螯合抑制剂的不利之处是铝矿物和铝硅酸盐矿物晶体中的阳离子种类几乎相同或稍有不同,所能利用的仅是数量不同和晶格参数的差异O所以我们的任务是研制出不仅具有金属特性而且具有矿物特性的螯合剂O这就需要利用螯合作用中的立体化学因素对这种药剂进行设计,使它仅在特定的位置起螯合作用,从而实现铝矿物和铝硅酸盐矿物的选择性分离O总之,抑制剂的分子应有一定长的碳链,其上带有较多的亲水基~适量的亲固基和荷电排斥捕收剂的极性基O最好的是其中的两个或三个能与铝离子螯合,增加一水硬铝石抑制剂的功效O另外,仅用一种药剂而使之具有上述能力是极为困难的,组合使用抑制剂,造成两种或两种以上抑制作用同时发生,相互补充达到强化抑制的效果,充分发挥药剂的混和协同作用,也是研制开发新抑制剂的一种重要方法,不容忽视O3结论1.当前铝土矿浮选药剂配方单一,选择性差,分离效果不能同时达到要求的各项指标,开发~研制高效~选择性强的抑制剂势在必行O2.强化抑制,要充分利用矿物~药剂等各方面的有利因素,排除不利因素O3.抑制剂的研制关键在于极性基的选择与合理安排O铝土矿浮选脱硅抑制剂可从两方面入手:一要结合现有正浮选工艺,对抑制剂进行改性,提高效果;另一方面是由药剂构效关系,设计~合成出优良的一水硬铝石抑制剂,充分发挥反浮选的优越性O并且在加强新药剂开发的同时,进行合理组合药剂的研究O 参考文献:1王恩孚,马朝建,陆钦芳,等.选矿拜尔法处理中国高硅铝土矿生产氧化铝的探讨[J].轻金属, 1996(7):3~6.2沈阳铝镁设计研究院.选矿拜尔法生产氧化铝新技术项目可行性研究报告[R].1998.3罗琳.一水硬铝石型铝土矿化学选矿脱硅与综合利用研究[D].长沙:中南工业大学,1997.4Venta 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1986(Z):3O~36.Z1孙传尧9印万忠.关于硅酸盐矿物可浮性与其晶体结构及表面特性的关系[J].矿冶91998(9): Z Z~Z8.Z Z胡岳华9刘晓文9邱冠周9等.一水硬铝石型铝土矿铝硅分离溶液化学I[J].矿冶工程9Z OOO(Z): 11~14.Z3刘邦瑞.螯合浮选剂[M].北京:冶金工业出版社9198Z.Flotation reagents f or desilication f rom Bauxite LI~ai-pu9~u Yue-hua9JIANG Yu-ren9WANG Dian-Zuo9CAO ue-feng(Central South University9Changsha9~unan9China)Abstract:The present status of flotation reagent application for desilication from bauxite and the reaction mechanism of depressants Were revieWed.The crystal structure and surface prop-erty of diaspore9kaolinite9illite and pyrophyllite Were discussed and the outline of research on neW organic depressants for various desilication technology in diasporic bauxite flotation Was suggested.Ke yw or d s:Bauxite;Flotation;Desilication;Flotation reagent收稿日期:Z OO1-OZ-Z6基金项目:国家教育部跨世纪人才基金资助项目作者简介:刘国根(1963-)9男9工学博士9中南大学有色金属材料科学与工程教育部重点实验室副主任9副教授9主要从事矿物加工工程方面的研究工作0铝土矿脱硅浮选药剂的应用及研究作者:李海普, 胡岳华, 蒋玉仁, 王淀佐, 曹学峰作者单位:中南大学矿物工程系,湖南长沙,410083刊名:矿产综合利用英文刊名:MULTIPURPOSE UTILIZATION OF MINERAL RESOURCES年,卷(期):2001(6)被引用次数:1次1.王恩孚;马朝建;陆钦芳选矿-拜尔法处理中国高硅铝土矿生产氧化铝的探讨 1996(07)2.沈阳铝镁设计研究院选矿-拜尔法生产氧化铝新技术项目可行性研究报告 19983.罗琳一水硬铝石型铝土矿化学选矿脱硅与综合利用研究[学位论文] 19974.VentaI Groudeva Microrganisms Improve Kaolin Properties 1995(06)5.黄国智;方启学;崔吉让铝土矿脱硅方法及研究进展 1999(05)6.关明九国外铝土矿选矿试验及生产实践概况 1991(06)7.刘逸超;杨彩云水云母-一水硬铝石型铝土矿浮选试验 1984(01)8.杨诚铝矾土工业选矿试验 1982(06)9.关明九我国冶金级一水硬铝石—高岭石型(或水云母型)铝土矿的选矿研究概况 1989(04)10.关明九我国冶金级一水硬铝石-高岭石型(或水云母型)铝土矿的选矿研究概况 1989(05)11.温英;甘怀俊;王巧华阳泉铝矾土富铝除铁的研究 1995(06)12.梁爱珍一水硬铝石型铝土矿的浮选及其前景 1981(06)13.中南工业大学铝土矿选矿试验研究 199714.Klimpel Richard R Depressants for Silica or Siliceous Gangue in Ore Flotatio n 199115.Z S C Sillag Enrichent of Bauxites by Selective Agglomeration,Trav 197616.Sasaki Hiroshi Silica Remove from Alumina-containing Ore 199517.沈阳铝镁设计研究院铝土矿选矿试验研究 198218.刘广义一水硬铝石型铝土矿浮选脱硅研究[学位论文] 199919.王淀佐浮选剂作用原理及应用 198220.松冈功氧化物的浮选 1986(02)21.孙传尧;印万忠关于硅酸盐矿物的可浮性与其晶体结构及表面特性关系的研究[期刊论文]-矿冶 1998(09)22.胡岳华;刘晓文;邱冠周一水硬铝石型铝土矿铝硅浮选分离溶液化学[期刊论文]-矿冶工程2000(02)23.刘邦瑞螯合浮选剂 1982。
低铝硅比堆积型细泥铝土矿活化浮选脱硅研究邓传宏;卢毅屏;张晶【摘要】研究了低铝硅比堆积型细泥铝土矿的浮选脱硅,结果表明:堆积型铝土矿矿泥量大,传统处理沉积型铝土矿的药剂制度对低铝硅比堆积型铝土矿分选效果不佳.采用新型活化剂TK,大幅提高了铝矿物回收率,成功实现了低铝硅比堆积型铝土矿的浮选脱硅.对于铝硅比为3.23的云南某堆积型铝土矿,经浮选脱硅,可以得到铝硅比为9.24、Al2O3回收率为69.91%的精矿.%Desiliconization of a fine accumulative bauxite with low A/S value by flotation was studied. The results show that, because of the large proportion of slime, the separation efficiency of this accumulative bauxite is not good when following the traditional reagent system for sedimentary bauxite flotation. Using a newly-developed activator, TK, the recovery of aluminum minerals can be evidently increased, and the desiliconization by flotation process of fine accumulative bauxite with low A/S value is successfully realized. After flotation desiliconization, a concentrate with A/S value of 9. 24 and withA12O3 recovery of 69.91 % can be obtained from an accumulative bauxite with a low A/S value of 3. 23 from Yunnan Province.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2011(031)003【总页数】4页(P62-65)【关键词】浮选;堆积型铝土矿;脱硅;活化剂;TK【作者】邓传宏;卢毅屏;张晶【作者单位】昆明有色冶金设计研究院股份公司,云南昆明65005;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083;中南大学资源加工与生物工程学院,湖南长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TD923铝土矿是氧化铝生产最主要的矿石原料,但我国优质铝土矿不多,铝硅比偏低,开展铝土矿选矿研究,进而采用选矿-拜耳法生产氧化铝,对充分、合理、经济地利用占我国储量80%以上的中低铝硅比铝土矿资源有重要作用[1]。
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟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白勺角度出发,认为铝土矿选矿脱硅实践中白勺最重要问题与今后白勺工作方向有以下几方面:(一)铝土矿选矿脱硅尾矿白勺处理技术与方案白勺研发。
目前白勺工业实践中,铝土矿选矿尾矿白勺固液分离、尾矿堆存及进一步利用等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白勺问题,这是由铝土矿白勺矿石性质所决定白勺,改变选矿方法往往只能改变尾矿白勺沉降性能。
因此,如何从根本上解决铝土矿尾矿白勺处理问题是今后需要开展白勺工作。
不仅要从改善铝土矿尾矿白勺沉降性能、压缩性能、过滤性能等等方面入手,还应突破常规思路,研究尾矿处理白勺新方案。
(二)深入研究铝土矿矿石性质与选矿脱硅白勺关系。
深入研究铝土矿矿石性质与选矿脱硅白勺关系,有助于准确评价各矿区铝土矿白勺可选性和充分合理利用我国白勺铝土资源,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白勺可能性。
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白勺进步。
强化铝土矿白勺选择性碎解、多各力场联合分选、高效浮选药剂白勺研发都是今后研究白勺方向。
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,铝土矿资源白勺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% 以上白勺中低铝硅比铝土矿资源有重要意义。
我国铝土矿选矿白勺最重要目白勺就是选矿脱硅,获得高铝硅比精矿。
(二)铝土矿矿石性质与选矿脱硅白勺关系是:堆积型一水硬铝石型铝土矿使用洗矿富集,沉积型一水硬铝石型铝土矿是选矿脱硅白勺最重要对象;一水硬铝。
1O 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:在探^分析研究铝土矿的工艺矿物学特性的基础上,吸收了阶段砉矿一次选别工 艺和分级一浮盎工艺的忧点.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 建浮进原理和粗细分选技术应用于铝土矿选别过程,获得理想结皋,精矿产率达到83 09%.铝 硅比12.61,三氧化二铝回收率90 39%。 美量词:铝土矿选矿{浮盎脱硅;新工艺;诎择性砉矿;粗细分选
中田分类号:TD923 文献标识码:A
高岭石、伊利石、叶蜡石等含硅矿物是 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,放粗人选细度和精矿细度,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 艺和分级一浮选工艺的优点,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一粗细分选新工艺)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。推荐采用该方案柞为山东铝业公司 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。
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集合体作为解离目标, 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
褥需葬 磊嚣 ).女,北京矿冶研究总院高级工程师.北京,100o44 感谢丁橙元.王嘏秋及山东铝业公司参加试验的人员
维普资讯 http://www.cqvip.com 盾。(2)将铝土矿人选细度从95%以上 75 傲粗至70%~75%一75Vm ̄,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/'S 9左 右、Akq回收率7O%,到选精矿A/S 11以 上、~, 回收率89%左右。“九五”期间, 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一拜耳法生产氧 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 脱硅氧化铅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 铝土矿选矿脱硅研究工作进展加快。北京 打下了坚实的基础。 裹1 三个方案的连选试验结果/%
1 2开发新工艺的理论背景 提出选择性磨矿一粗细分选工艺理论 的背景是由于粗粒与细粒浮选性质存在明 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 气泡浮升路程;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 选择性磨矿一粗细分选新工艺,吸收了 阶段磨矿一次选别工艺和分级一浮选工艺 的优点,应用了选矿先进理论和技术,例如, 闪速浮选技术等,创造性地把闵速浮选原理 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^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, 提高了粗粒捕收效果,改善了细粒级分选效 率,减少细粒脉石进^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。
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
维普资讯 http://www.cqvip.com 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.将矿石加工至一3mm.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、叶蜡 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、赤铁矿等。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。 2 2小型试验 选择磨矿一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。 表2 原矿的矿物组成及含■/%
表3 原矿主要化学成分分析结果/% 精矿1 精矿2 选择性磨矿 精矿 粗鲴分诲 (精矿1+精矿2)
尾矿 原矿
27.91 54 82踟 17 20 lOO 0 68 2 L 70 20 69 53 35 54 63 68 7 2I】 5 05 5 78 34 46 lO 71 9 47 13 90 12 03 1.∞ 5 29 89 60 51
90 40 9 60 lO0 0
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5O妇/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。 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15OOt规模计,参照沈阳铝镁设计研究 院提交的《选矿一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。
维普资讯 http://www.cqvip.com 13· 精矿 原矿 注:药剂用量:g/t 磨矿 l 62%一75,urn 0
I +碳酸钠2000 J粗 BJ ̄4222150 f粗粒快速浮进
F== ;—=;;— l l 1 5niln l
【 曼垦4精 1
l l 95%一75 m 碳酸竹3000 】 BJ一2131 30l B卜4222 25d I
精矿2 。蛳 l 、一 5min f
尾矿
图1选择性磨矿一粗细分选工艺小型闭 路试验流程及药剂条件
从表6结果可见,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%、秸矿铝硅比高 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。
表6三个方案连选试验的主要技术经济 指标对比
方案 盖
3选择性磨矿一粗细分选新工 艺评述 方案I是在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 “分级一浮选”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
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