西南某地高鐵鋁土礦浮選脫硅試驗(yàn)研究

郭 鑫,田應(yīng)忠,任 朋

(中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司 國家鋁冶煉工程技術(shù)研究中心,河南 鄭州 450041)

我國鋁土礦資源以一水硬鋁石為主,隨著國內(nèi)鋁工業(yè)的快速發(fā)展,國內(nèi)鋁土礦資源量銳減[1],特別是優(yōu)質(zhì)鋁土礦資源量不足,礦石呈現(xiàn)出高鋁、高硅、低鋁硅比特性,不適宜經(jīng)濟(jì)拜耳法生產(chǎn)氧化鋁[2],隨著資源的貧化,選礦拜耳法將對國內(nèi)、國外氧化鋁技術(shù)發(fā)展產(chǎn)生重大的影響[3,4]。近年來鋁土礦進(jìn)口量逐漸增加,2020年中國鋁土礦進(jìn)口量為11158萬噸,2019年中國鋁土礦產(chǎn)量為7500萬噸,中國鋁土礦缺口較大,因此對國內(nèi)低品質(zhì)鋁土礦進(jìn)行除雜提質(zhì)研究能緩解國內(nèi)供礦緊張的態(tài)勢,本文主要對高鐵鋁土礦除雜研究,提升礦石品質(zhì),所得鋁精礦適宜于拜耳法生產(chǎn)氧化鋁。

1 原礦石基本性質(zhì)

對原礦石進(jìn)行化學(xué)多元素及及物相分析,結(jié)果見表1和表2。

表1 原礦石化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

表2 物相分析結(jié)果 %

由表1和表2中數(shù)據(jù)可知,原礦石中Al2O3含量48.09%,SiO2含量10.48%,Fe2O3含量22.73%,A/S為4.59。礦石中有用礦物為一水硬鋁石和一水軟鋁石,脈石硅礦物為高嶺石和伊利石,鐵礦物為赤鐵礦和針鐵礦,鈦礦物為金紅石和銳鈦礦。

2 試驗(yàn)研究

2.1 原礦粒度組成分析

為考察礦石選擇性破碎性,對破碎至-3mm原礦進(jìn)行粒級組成分析,分析結(jié)果見表3。

表3 原礦石粒度組成分析

根據(jù)表3中數(shù)據(jù)可知:原礦在粒度分布上體現(xiàn)了一定的選擇破碎性,粗粒級氧化鋁含量高,二氧化硅含量低,鋁硅比較高;細(xì)粒級產(chǎn)品氧化鋁含量低,二氧化硅含量高,鋁硅比較低。

2.2 磨礦細(xì)度試驗(yàn)研究

考察磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)的影響,對原礦石進(jìn)行磨礦細(xì)度試驗(yàn)研究,試驗(yàn)流程見圖1,試驗(yàn)結(jié)果見表4。

圖1 磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)的影響流程圖

由表4中數(shù)據(jù)可知:

(1)隨著磨礦細(xì)度的增加,精礦產(chǎn)率逐漸升高,精礦A/S逐漸降低。

(2)隨著磨礦細(xì)度的增加,尾礦產(chǎn)率逐漸降低,尾礦A/S先逐漸降低,后升高。

礦石單體解離要求的磨礦細(xì)度較細(xì),當(dāng)細(xì)度達(dá)到95.17%時,單體解離達(dá)到一個較好的水平,繼續(xù)增加磨礦細(xì)度,礦石出現(xiàn)泥化現(xiàn)象,從而影響浮選指標(biāo)。因此,確定磨礦細(xì)度為95.17%。

表4 磨礦細(xì)度對浮選指標(biāo)影響試驗(yàn)結(jié)果

2.3 調(diào)整劑種類試驗(yàn)研究

考查調(diào)整劑種類對浮選指標(biāo)的影響,進(jìn)行調(diào)整劑種類試驗(yàn)研究,試驗(yàn)流程見圖2,試驗(yàn)結(jié)果見表5。

圖2 調(diào)整劑種類影響浮選指標(biāo)試驗(yàn)流程圖

表5 調(diào)整劑種類影響浮選指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

由表5中數(shù)據(jù)可知,單獨(dú)使用六偏磷酸鈉作為調(diào)整劑時,試驗(yàn)指標(biāo)較好,精礦產(chǎn)率為71.50%,A/S為7.44;尾礦A/S為1.64。因此,采用六偏磷酸鈉作為調(diào)整劑進(jìn)行試驗(yàn)研究。

2.4 捕收劑用量試驗(yàn)研究

考察捕收劑用量對浮選指標(biāo)的影響,進(jìn)行捕收劑用量試驗(yàn)研究,試驗(yàn)流程見圖3,試驗(yàn)結(jié)果見表6。

圖3 捕收劑用量試驗(yàn)流程圖

表6 捕收劑用量試驗(yàn)結(jié)果

由表6中數(shù)據(jù)可知:隨著捕收劑用量的增加,尾礦A/S逐漸降低。當(dāng)捕收劑用量增至1400 g/t,泡沫5產(chǎn)率為3.00%,繼續(xù)增加捕收劑用量,泡沫產(chǎn)率較低,對降低尾礦貢獻(xiàn)較小,因此未進(jìn)行進(jìn)一步增加捕收劑用量試驗(yàn)。捕收劑用量為1400 g/t是,尾礦產(chǎn)率17.71%,A/S為1.35。因此試驗(yàn)過程中捕收劑用量確定為1400 g/t。

2.5 閉路試驗(yàn)研究

根據(jù)浮選脫硅條件試驗(yàn)結(jié)果,采用磨礦細(xì)度95.17%,調(diào)整劑為六偏磷酸鈉,捕收劑用量為1400 g/t進(jìn)行閉路試驗(yàn)研究,試驗(yàn)流程見圖4,試驗(yàn)結(jié)果見表7。

圖4 浮選脫硅閉路試驗(yàn)流程圖

表7 浮選脫硅閉路試驗(yàn)結(jié)果

由表7中數(shù)據(jù)可知,通過一次粗選一次精選一次掃選試驗(yàn)流程,所得鋁精礦產(chǎn)率77.29%,A/S 為8.37,Al2O3回收率為84.86%;尾礦產(chǎn)率22.71%,A/S為1.34。

3 結(jié) 論

(1)礦石中有用礦物為一水硬鋁石和一水軟鋁石,脈石硅礦物為高嶺石和伊利石,鐵礦物為赤鐵礦和針鐵礦,鈦礦物為金紅石和銳鈦礦。

(2)針對氧化鋁含量為47.82%,鋁硅比為4.66的原礦石,在磨礦細(xì)度95.17%,六偏磷酸鈉做調(diào)整劑,捕收劑用量1400g/t條件下,通過“一粗一精一掃”試驗(yàn)流程,可得到產(chǎn)率77.29%,A/S 為8.37,Al2O3回收率為84.86%的鋁精礦。

(3)通過對該礦石的選礦試驗(yàn),有效降低了氧化鋁生產(chǎn)入料的雜質(zhì)含量,提高了氧化鋁生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,同時為該型鋁土礦的高效生產(chǎn)利用提供了較好的技術(shù)指導(dǎo)。