山西陽泉低品位鋁土礦石正浮選脫硅實(shí)驗(yàn)研究

高振國

（陽煤集團(tuán)盂縣鋁土礦有限責(zé)任公司，山西 陽泉045000）

1 鋁土礦選礦脫硅技術(shù)

鋁土礦中的硅元素是氧化鋁生產(chǎn)中影響最大的有害物質(zhì)，其產(chǎn)生的鋁硅酸鈉會殘留在管道、管體內(nèi)壁（生產(chǎn)上稱為疤結(jié)），無法清除，不僅造成了鋁的流失，增加堿液的消耗，而且提高了生產(chǎn)成本。所以，降低礦石中的硅含量，使低鋁高硅的低品位礦石變成為氧化鋁生產(chǎn)的優(yōu)良原材料，是鋁土礦選礦工藝技術(shù)所研究的重點(diǎn)。

2 鋁土礦正浮選脫硅現(xiàn)狀

鋁土礦正浮選脫硅的過程，其實(shí)就是抑制硅酸鹽礦物上浮，通過加入捕收劑而提取有用含鋁礦物的一個過程，從而獲得較高鋁硅比的精礦。

我國鋁土礦正浮選脫硅法已取得突破性進(jìn)展，但隨著鋁精礦粒度的變粗要求，又產(chǎn)生了一系列新的問題，如：浮選過程不穩(wěn)定、礦石分離不好、藥劑用量增加等，后經(jīng)過多次不懈努力，解決了選礦過程中粗粒含鋁礦物浮起困難、回收率低和細(xì)微含硅礦物難脫硅這幾項(xiàng)技術(shù)難題，提高了含鋁礦物提取率，降低了生產(chǎn)成本。

3 選礦與脫硅實(shí)驗(yàn)

3.1 礦石破碎

3.1.1 破碎流程

使用兩段一閉路破碎流程，礦石通過振動篩分后被送入顎式破碎機(jī)，粒度在-350～-150 mm之間，然后進(jìn)入二級圓錐式破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎；細(xì)碎產(chǎn)品（＜35 mm）送至預(yù)篩分車間，預(yù)篩分振動篩篩上大料返到二級圓錐式破碎機(jī)，最后篩下料被送進(jìn)預(yù)均化堆場。

3.1.2 礦石粉磨流程

低品位礦石脫硅加工工藝包括混礦、磨礦、浮選、精、尾礦脫水、藥劑配制與水循環(huán)等。礦石粉磨利用干濕方法，先經(jīng)過高壓輥磨機(jī)破碎，再經(jīng)過濕法球磨機(jī)進(jìn)行研磨。

3.1.3 選別流程

選用浮選集成系統(tǒng)兩套，礦漿處理量480～575 m3/h，原礦處理量120～150 t/h，主要流程：原礦粗選槽—粗選精礦—鋁粗精礦—精選槽浮選—鋁精礦—精礦槽，粗選尾礦—活化—掃選—尾礦—渣漿泵—尾礦槽。

3.1.4 脫水流程

鋁土礦精礦使用濃縮—壓濾兩段脫水，含水率小于15%；尾礦采用濃縮—壓濾兩段脫水，含水率18%～22%。

3.2 實(shí)驗(yàn)所用試劑、儀器、設(shè)備（見表1）

表1 實(shí)驗(yàn)所用試劑、儀器、設(shè)備

3.3 選礦實(shí)驗(yàn)

3.3.1 原礦化學(xué)成分

1號樣品w（Al2O3）為59.16%，w（SiO2）為18.28%，m（Al2O3）/m（SiO2）為3.24；2號樣品w（Al2O3）為54.98%，w（SiO2）為21.14%，m（Al2O3）/m（SiO2）為3.04。

3.3.2磨礦條件實(shí)驗(yàn)

取1號樣品350 g，加2 g現(xiàn)場純堿，350 g現(xiàn)場循環(huán)水，按照磨礦時(shí)間8 min、10 min、12 min、14 min、16 min，按照200目做篩分，篩上物烘稱質(zhì)量，計(jì)算磨礦細(xì)度，原礦水分按5%，要求磨礦細(xì)度-200目在88%，1號樣品的合適磨礦時(shí)間為16 min。

同理，取2號樣品350 g按照1號樣品的操作步驟進(jìn)行磨礦，合適磨礦時(shí)間為14 min。

3.3.3 開路實(shí)驗(yàn)

選用PH9的清水，浮選溫度為30℃，每次改變一個條件，分析精礦、中礦、尾礦，計(jì)算產(chǎn)率。粗選和掃選泡沫合并后再進(jìn)行一次精選，尾流當(dāng)做中礦，加捕收劑1 mL。

3.3.3.1 捕收劑用量實(shí)驗(yàn)

將3 mL+2 mL、4 mL+2 mL、5 mL+2 mL、6 mL+2 mL四種捕收劑加入量，比較最優(yōu)的精礦、中礦產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2，表3。

表2 1號樣品捕收劑用量分析

表3 2號樣品捕收劑用量分析

由表2知，1號樣品的捕收劑用量為6 mL+2 mL，折合噸原礦1.6 kg時(shí)，精礦產(chǎn)率可達(dá)到58%左右；2號樣品的捕收劑用量為5 mL+2 mL，折合噸原礦1.4 kg時(shí)，精礦產(chǎn)率可達(dá)到53%左右。

3.3.3.2 六偏磷酸鈉(NaPO3)6(m=611.77)用量實(shí)驗(yàn)

1）調(diào)整劑。調(diào)整劑主要是小分子有機(jī)抑制劑的抑制性能與所含梭基數(shù)目有聯(lián)系，抑制能力根據(jù)所含梭基數(shù)目增加而增強(qiáng)。

2）六偏磷酸鈉。六偏磷酸鈉在浮選過程與鈣鎂等其他離子結(jié)合成化合物，從而使含有一些離子化合物得到約束，是方解石、磷灰石與碳質(zhì)頁巖、泥質(zhì)脈石的常用抑制劑。它不僅可以抑制碳酸鹽脈石，也可抑制石英和硅酸礦物，還可作為分散劑使用。六偏磷酸鈉有吸濕性，在空氣中容易潮解，逐漸變成焦磷酸鈉、直至最后變?yōu)檎姿徕c，其抑制力也逐漸下降。因而在選礦廠使用六偏磷酸鈉時(shí)，往往現(xiàn)配現(xiàn)用，保證其最好的抑制效果。

3）絮凝劑與硫酸鹽。硫酸鹽濃度較大會對浮選環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面的影響，對浮選造成一定的困難。過多絮凝劑會使捕收劑失效，造成浮選環(huán)境破壞，合理的加入試劑是避免這些現(xiàn)象的主要解決辦法。

4）六偏磷酸鈉用量實(shí)驗(yàn)。依據(jù)最佳捕收劑用量，1號樣品用6 mL+2 mL捕收劑，2號樣品用5 mL+2 mL捕收劑，分別按照20 g（0.7 mL）、40 g（1.4 mL）、60 g（2.1 mL）、80 g（2.8 mL）加入六偏磷酸鈉，比較最優(yōu)的精礦、中礦產(chǎn)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1號樣品的捕收劑用量為6 mL+2 mL，磨礦時(shí)間是16 min時(shí)，六偏磷酸鈉用量達(dá)到1.4 mL，折合噸原礦40 g時(shí)，精礦產(chǎn)率可達(dá)到56%左右；2號樣品使用量為5 mL+2 mL，當(dāng)磨礦時(shí)間是14 min，六偏磷酸鈉使用量對精礦產(chǎn)率沒有過多變動，設(shè)計(jì)加入量同1號樣品，即為1.4 mL，折合噸原礦40 g。

3.3.3.3 浮選時(shí)間實(shí)驗(yàn)

依據(jù)1號用6 mL+2 mL捕收劑，2號用5 mL+2 mL捕收劑，1號和2號都用1.4 mL的（NaPO3）6做最佳浮選時(shí)間實(shí)驗(yàn)，粗選分別增加1 min、2 min、3 min，掃選精選時(shí)間不變均為3 min，比較最優(yōu)的精礦、中礦產(chǎn)率。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，對于捕收劑使用量，1號樣品的為6 mL+2 mL，磨礦的時(shí)間是16 min，1號樣品的（NaPO3）6使用量為1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間是12 min，產(chǎn)率可達(dá)到62%左右；2號樣品的捕收劑使用量是5 mL+2 mL，磨礦時(shí)間是14 min，（NaPO3）6使用量1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間為12 min時(shí)，產(chǎn)率可達(dá)到54%左右。

3.3.3.4 閉路實(shí)驗(yàn)

按照開路實(shí)驗(yàn)得到的最優(yōu)的藥劑條件，1號樣品的捕收劑用量是6 mL+2 mL，磨礦時(shí)間是16 min時(shí)，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間是6 min+3 min+3 min；2號樣品的捕收劑用量為5 mL+2 mL，磨礦時(shí)間是14 min時(shí)，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間是12 min。做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將本次浮選的中礦加入到下次浮選的粗選中，每次閉路實(shí)驗(yàn)均分析精礦、尾礦，看做到第幾次閉路時(shí)精礦、尾礦質(zhì)量和與原礦基本相當(dāng)。

3.3.3.5實(shí)驗(yàn)結(jié)論

1號樣品的捕收劑用量為6 mL+2 mL，磨礦時(shí)間是16 min時(shí)，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間是6 min+3 min+3 min，閉路實(shí)驗(yàn)做到第4次時(shí)，精礦尾礦質(zhì)量之和在320 g左右，與原礦重量基本相當(dāng)，精礦產(chǎn)率可達(dá)到65.71%，精礦品位w（Al）=67.64%，m（Al2O3）/m（SiO2）=5.98。

2號樣品的捕收劑用量是5 mL+2 mL磨礦時(shí)間14 min時(shí)，（NaPO3）6用量是1.4 mL，折合噸原礦40 g，浮選時(shí)間是6 min+3 min+3 min時(shí)，閉路實(shí)驗(yàn)做到第6次時(shí)，精礦尾礦質(zhì)量之和在320 g左右，與原礦重量基本相當(dāng)，精礦產(chǎn)率可達(dá)到59.77%，精礦品位w（Al）=62.95，m（Al2O3）/m（SiO2）=5.16。

4 結(jié)語

通過本實(shí)驗(yàn)，可以將w（Al）在55%～60%之間、m（Al2O3)/m（SiO2）在3.5左右的低品位石進(jìn)行綜合利用，變廢為寶，提高了礦石的利用率，在很大程度上解決了氧化鋁原材料供應(yīng)緊張的問題，對我國氧化鋁工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。